《高考物理总复习第九章磁场基础课1磁场的描述及磁场对电流的作用课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习第九章磁场基础课1磁场的描述及磁场对电流的作用课件（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 高考导航 基础课1磁场的描述及磁场对电流的作用 磁场 磁感应强度 1 磁场 1 基本特性 磁场对处于其中的磁体 电流和运动电荷有的作用 2 方向 小磁针的所受磁场力的方向 知识排查 磁场力 N极 2 磁感应强度 1 物理意义 描述磁场的和 2 大小 B 通电导线垂直于磁场 3 方向 小磁针静止时的指向 4 单位 特斯拉 T 3 匀强磁场 1 定义 磁感应强度的大小 方向的磁场称为匀强磁场 2 特点 疏密程度相同 方向相同的平行直线 强弱 方向 N极 处处相等 处处相同 磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 1 磁感线及特点 1 磁感线 在磁场中画出一些曲线 使曲线上每一点的切线方向都跟这
2、点的的方向一致 2 特点 磁感线上某点的方向就是该点的磁场方向 磁感线的定性地表示磁场的强弱 磁感线是曲线 没有起点和终点 磁感线是假想的曲线 客观上 磁感应强度 切线 疏密 闭合 不存在 2 电流的磁场 安培力 安培力的方向匀强磁场中的安培力 1 安培力的大小 1 磁场和电流垂直时 F 2 磁场和电流平行时 F 2 安培力的方向左手定则判断 1 伸出左手 让拇指与其余四指 并且都在同一个平面内 2 让磁感线从掌心进入 并使四指指向方向 3 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向 图1 BIL 0 垂直 电流 拇指 答案B 小题速练 1 关于磁感应强度B 下列说法正确的是 2 2017
3、 广西南宁二中 柳州高中 玉林高中联考 磁场中某区域的磁感线如图2所示 则 A 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大B 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小C a b两处的磁感应强度的大小不等 BaBb 图2 解析a处的磁感线比b处稀疏 则a点磁感应强度比b点小 所以Ba Bb 选项C正确 D错误 将一小段通电导线放入磁场时 由于受到放置角度的限制 当通电导线垂直磁场时 受到的磁场力最大 平行磁场时受磁场力为零 虽然Ba Bb 但是无法比较导线所受的磁场力的大小 选项A B错误 答案C 3 人教版选修3 1 P94 T1改编 下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力 其中正确
4、的是 答案C 4 2018 河北定州中学月考 多选 如图3所示 在两磁极之间放一培养皿 磁感线垂直培养皿 皿内侧壁有环状电极A 中心有电极K 皿内装有电解液 若不考虑电解液和培养皿之间的阻力 当通以如图3所示电流时 则 A 电解液将顺时针旋转流动B 电解液静止不动C 若将滑动变阻器的滑片向左移动 则电解液旋转流动将变慢D 若将磁场的方向和电流的方向均变为和原来相反 则电解液转动方向不变 图3 解析当电解液中通以题图所示电流时 将电解液看成无数个辐条状导体 每根导体中电流从环边缘流向K 由左手定则判断可知 电解液所受的安培力方向沿顺时针方向 因此电解液将顺时针旋转流动 故选项A正确 B错误 若将
5、滑动变阻器的滑片向左移动 其有效电阻减小 电路中电流增大 由F BIL知 电解液所受的安培力增大 则电解液旋转流动将变快 故选项C错误 若将磁场的方向和电流的方向均变为和原来相反 由左手定则可知 电解液所受的安培力方向不变 则电解液转动方向不变 故选项D正确 答案AD 安培定则的应用和磁场的叠加 2 磁场的叠加 磁感应强度为矢量 合成与分解遵循平行四边形定则 1 安培定则的应用 在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清 因 和 果 1 下列关于小磁针在磁场中静止时的指向 正确的是 解析根据在磁体外部同名磁极相互排斥可知选项A错误 应用安培定则可知环形电流中心线上的磁场方向
6、由右向左 小磁针N极受到的磁场力向左 选项B错误 根据安培定则可知通电螺线管内部磁场向右 内部小磁针N极受到的磁场力向右 选项C正确 根据安培定则可知通电直导线右边磁场向里 小磁针N极应向里 选项D错误 答案C 2 2017 陕西省宝鸡市高三教学质量检测 如图4所示 垂直纸面放置的两根平行长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2 且I1 I2 纸面内的一点H到两根导线的距离相等 则该点的磁感应强度方向可能为图中的 A B4B B3C B2D B1 图4 解析根据题述 I1 I2 由安培定则 I1在H点产生的磁感应强度方向垂直于H和I1连线 指向右下方 I2在H点产生的磁感应强度方向垂直于H和I
7、2连线 指向左下方 I1在H点产生的磁感应强度比I2在H点产生的磁感应强度大 H点磁感应强度为两磁场的叠加 故H点的磁感应强度方向可能为图中的B3 选项B正确 答案B 3 2017 全国卷 18 如图5 在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中 两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置 两者之间的距离为l 在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时 纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零 如果让P中的电流反向 其他条件不变 则a点处磁感应强度的大小为 图5 答案C 安培力及安培力作用下导体运动情况的判断 1 安培力的方向根据左手定则判断 2 安培力公式F BIL的应用条件 1 B与L垂直 L是
8、有效长度 如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度 相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端 如图6所示 图6 典例 2017 全国卷 19 多选 如图7 三根相互平行的固定长直导线L1 L2和L3两两等距 均通有电流I L1中电流方向与L2中的相同 与L3中的相反 下列说法正确的是 图7 答案BC 1 2017 上海单科 11 如图8 一导体棒ab静止在U形铁芯的两臂之间 电键闭合后导体棒受到的安培力方向 A 向上B 向下C 向左D 向右 图8 解析本题考查电流的磁效应 安培力及左手定则 根据图中的电流方向 由安培定则知U形铁芯下端为N极 上端为S极 ab中的电流方向由a b 由
9、左手定则可知导体棒受到的安培力方向向右 选项D正确 答案D 2 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方 如图9所示 如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流 则关于导线ab受磁场力后的运动情况 下列说法正确的是 A 从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B 从上向下看顺时针转动并远离螺线管C 从上向下看逆时针转动并远离螺线管D 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管 图9 解析方法一 电流元法 由安培定则可判定通电螺线管产生的磁场方向 导线等效为Oa Ob两电流元 由左手定则可判定两电流元所受安培力的方向 如图所示 所以从上向下看导线逆时针转动 当转过90 时再用左手定则可判定导线所受磁场力
10、向下 即导线在逆时针转动的同时还要靠近螺线管 选项D正确 方法二 结论法 结论1 两电流相互平行时无转动趋势 电流方向相同时相互吸引 电流方向相反时相互排斥 结论2 两电流不平行时 将发生转动 有转到两电流相互平行且方向相同的趋势 通电螺线管上部离导线近 所以只考虑这部分电流与导线的作用 此时螺线管相当于垂直纸面向里的直导线 由上述结论可知导线ab受磁场力后 从上向下看 逆时针转动并靠近螺线管 选项D正确 答案D 3 如图10所示 条形磁铁放在光滑斜面上 用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡 A为水平放置的直导线的截面 导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1 当导线中有垂直纸面向外的电流时 磁铁对斜
11、面的压力为FN2 则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法正确的是 A FN1FN2 弹簧的伸长量增大D FN1 FN2 弹簧的伸长量减小 图10 解析在题图中 由于条形磁铁的磁感线是从N极出发到S极 所以可画出磁铁在导线A处的一条磁感线 其方向是斜向左下方的 如图所示 导线A中的电流垂直纸面向外时 由左手定则可判断导线A必受斜向右下方的安培力F 由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力F 的方向是斜向左上方 所以磁铁对斜面的压力减小 即FN1 FN2 同时 F 有沿斜面向下的分力 使得弹簧弹力增大 可知弹簧的伸长量增大 所以选项C正确 答案C 4 2017 全国卷 21 多选 某同学自制的简易
12、电动机示意图如图11所示 矩形线圈由一根漆包线绕制而成 漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出 并作为线圈的转轴 将线圈架在两个金属支架之间 线圈平面位于竖直面内 永磁铁置于线圈下方 为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来 该同学应将 图11 A 左 右转轴下侧的绝缘漆都刮掉B 左 右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉C 左转轴上侧的绝缘漆刮掉 右转轴下侧的绝缘漆刮掉D 左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉 右转轴下侧的绝缘漆刮掉 解析若将左 右转轴下侧的绝缘漆都刮掉 这样当线圈在图示位置时 线圈的上下边受到水平方向的安培力而转动 转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动 选项A正确 若将
13、左 右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉 则当线圈在图示位置时 线圈的上下边受到安培力而转动 转过半周后再次受到相反方向的安培力而使其停止转动 选项B错误 左转轴上侧的绝缘漆刮掉 右转轴下侧的绝缘漆刮掉 电路不能接通 故不能转起来 选项C错误 若将左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉 右转轴下侧的绝缘漆刮掉 这样当线圈在图示位置时 线圈的上下边受到安培力而转动 转过半周后电路不导通 转过一周后再次受到同样的安培力而使其连续转动 选项D正确 答案AD 判定安培力作用下导体运动情况的常用方法 1 与安培力有关的力学问题与其他力学问题一样 受力分析是关键 利用左手定则正确分析安培力的方向 用安培力公式正确求解其大小
14、 根据平衡条件或牛顿第二定律列方程求解 2 将三维图转换为二维平面图 即通过画俯视图 剖面图 侧视图等 将立体图转换为平面受力图 与安培力有关的力学问题 图12 典例 如图13所示 U形平行金属导轨与水平面成37 角 金属杆ab横跨放在导轨上 其有效长度为0 5m 质量为0 2kg 与导轨间的动摩擦因数为0 1 空间存在竖直向上的磁感应强度为2T的匀强磁场 要使ab杆在导轨上保持静止 则ab中的电流大小应在什么范围 设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等 取g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 图13 解析先画出金属杆受力的侧面图 由于安培力的大小与电流有关 因此改变电流的大小 可
15、以改变安培力的大小 也可以使导线所受的摩擦力方向发生变化 由平衡条件可知 当电流较小时 导线所受的摩擦力方向沿斜面向上 如图甲所示 甲乙 则mgsin mgcos Fsin Fcos 所以1 2A I 1 84A 答案1 2A I 1 84A 当电流较大时 导线所受的摩擦力方向沿斜面向下 如图乙所示 则mgsin mgcos Fsin Fcos A 37 B 30 C 45 D 60 图14 答案B 2 多选 如图15所示为电磁轨道炮的工作原理图 待发射弹体与轨道保持良好接触 并可在两平行轨道之间无摩擦滑动 电流从一条轨道流入 通过弹体后从另一条轨道流回 轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道平面的
16、磁场 可视为匀强磁场 磁感应强度的大小与电流I成正比 通电的弹体在安培力的作用下离开轨道 则下列说法正确的是 图15 A 弹体向左高速射出B I为原来的2倍 弹体射出的速度也为原来的2倍C 弹体的质量为原来的2倍 射出的速度也为原来的2倍D 轨道长度L为原来的4倍 弹体射出的速度为原来的2倍 答案BD 磁场中的平衡问题 题源 人教版选修3 1 P94 T3 如图3 4 11所示为电流天平 可以用来测量匀强磁场的磁感应强度 它的右臂挂着矩形线圈 匝数为n 线圈的水平边长为l 处于匀强磁场内 磁感应强度B的方向与线圈平面垂直 当线圈中通过电流I时 调节砝码使两臂达到平衡 然后使电流反向 大小不变 这时需要在左盘中增加质量为m的砝码 才能使两臂再达到新的平衡 1 导出用n m l I计算B的表达式 2 当n 9 l 10 0cm I 0 10A m 8 78g时 磁感应强度是多少 图3 4 11 拓展1如图16所示 用天平测量匀强磁场的磁感应强度 下列各选项所示的载流线圈匝数相同 边长MN相等 将它们分别挂在天平的右臂下方 线圈中通有大小相同的电流 天平处于平衡状态 若磁场发生微小变化 天平
