《2018届高考物理 第二课时 磁场对电流的作用导与练复习课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018届高考物理 第二课时 磁场对电流的作用导与练复习课件（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2012高三物理复习课件（导与练福建）第8章 第二课时 磁场对电流的作用,1知道什么是安培力，安培力的大小和导线与磁场的夹角有关 2理解FBIl的意义，能用FBIl求解安培力的大小，用左手定则判断安培力的方向，且能在具体问题中熟练应用 3知道磁电式电流表的工作原理,1安培力的大小和方向 (1)定义：磁场对电流的作用力称为安培力 (2)安培力的大小 FBIlsin_. 磁场和电流方向垂直时：FBIl. 磁场和电流方向平行时：F0. (3)安培力的方向 用左手定则判定：伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并与手掌在同一平面内让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电直导线在磁场
2、中的受力方向 安培力的方向特点：FB，FI，即F垂直于B和I决定的平面,安培力的方向垂直于磁感应强度B和电流I所决定的平面，但磁感应强度B与电流I不一定垂直B与I垂直时产生的安培力最大,2磁电式电流表 (1)基本组成部分：磁铁和放在磁铁两极之间的线圈 (2)工作原理 磁场特点 a方向：沿径向均匀辐射地分布 b大小：在距轴线等距离处的磁感应强度大小相等 安培力的特点 a方向：安培力的方向与线圈平面垂直 b大小：安培力的大小与通过的电流成正比 表盘刻度特点 由于导线在安培力作用下带动线圈转动，游丝变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力越大，形变就越大，所以指针偏角与通过线圈的电流I成正比，表盘刻度
3、均匀 (3)优、缺点：优点是灵敏度高，能测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很小,(对应学生用书第112页) 1某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F相互关系的图如图所示，其中正确的是( D ) 解析：据左手定则可判定：A中安培力方向竖直向下；B中垂直磁场斜向上，C中导线不受安培力，D中方向正确,2(2010年南通模拟)如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A.A与螺线管垂直，“”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里开关S闭合后，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( C ) A水平向左 B水平向右 C竖直向下 D竖直向上 解析：开关闭
4、合后，据安培定则可判定导线所在位置处磁感线的方向为水平向右，再由左手定则判定导线受到安培力方向竖直向下，C项正确,3如图，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F，为使F0，可能达到要求的方法是( C ) A加水平向右的磁场 B加水平向左的磁场 C加垂直纸面向里的磁场 D加垂直纸面向外的磁场 解析：据题意，若F0，则须使安培力竖直向上，大小等于导线重力，由左手定则知，磁场方向需垂直纸面向里，故选C.,左手定则的应用 1不变性：不论导线与磁感线的夹角如何，安培力的方向都可以用左手定则判定，只不过当导线与磁感线不垂直时，将磁场分解为沿电流方向和垂直于电流
5、方向，让垂直于电流的分量垂直穿过手心 2安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系 安培力F总要垂直于电流I与磁感应强度B所确定的平面 (1)已知B和I的方向，可用左手定则唯一确定F方向； (2)已知F和B的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定电流I的方向； (3)已知F和I的方向，磁感应强度B的方向不能唯一确定,【例1】 水平桌面上放有条形磁铁，磁铁中央正上方吊着的导线与磁铁垂直，导线中通入流向纸内的电流，如图所示，则( ) A悬线上的拉力没有变化 B悬线上的拉力变大 C悬线上的拉力变小 D条形磁铁对桌面压力变小 思路点拨：画出磁铁磁场分布，确定导线所处位置的磁场方向；由左手定则判断安培力
6、的方向 解析：由条形磁铁磁感线分布特点可判断导线位置的磁感应强度B的方向水平向左，再由左手定则判断导线受到的安培力竖直向上，所以悬线的拉力减小；由牛顿第三定律得磁铁受到导线的作用力向下，压力变大，C正确 答案：C.,(1)条形磁铁外部中间位置的磁感应强度方向是水平的；(2)在该处正确使用左手定则判定安培力方向,针对训练11：如图所示，放在台秤上的条形磁铁两极未知，为了探明磁铁的极性，在它中央的正上方固定一导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则( ) A如果台秤的示数增大，说明磁铁左端是北极 B如果台秤的示数增大，说明磁铁右端是北极 C无论如何台秤的示数都不可能变化 D以上说法都
7、不正确 解析：设左端为N极，导线所在位置磁场向右，由左手定则得电流受力向上，由牛顿第三定律可知磁铁受到电流作用力向下，示数增大，所以A正确 答案：A.,通电导体在安培力作用下运动方向的判定 1基本思路 判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势，首先必须弄清楚导体所在位置的磁感线分布情况，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向 2常用方法,某些导体在安培力作用下可能会出现平动与转动同时发生的情况，这时就可以应用特殊位置法,【例2】 如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况
8、是(从上往下看)( ) A顺时针方向转动，同时下降 B顺时针方向转动，同时上升 C逆时针方向转动，同时下降 D逆时针方向转动，同时上升 思路点拨：(1)导线的各部分所处磁场方向有何区别？右边向上，左边向下；(2)导线的各部分所受安培力的方向有何区别？右边垂直纸面向外，左边垂直纸面向里；(3)导线转动后，导线所受安培力方向有何变化？安培力具有了竖直向下的分量,解析：电流元法：AO段电流元所在处的磁场方向倾斜向上，根据左手定则可知，其所受安培力方向垂直纸面向外；OB段电流元所在处的磁场方向倾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直纸面向里，综上可知导线将以OO段为轴顺时针转动(俯视) 特殊位置法：用导
9、线转过90的特殊位置来分析，根据左手定则判定得安培力方向向下，故导线在顺时针转动的同时向下运动 答案：A.,(1)解决通电导线在安培力作用下的运动，应首先明确涉及磁场的磁感线分布情况，然后取电流元，由左手定则判定其受力方向，还应特别注意通电导线旋转后，有了垂直于纸面的分量而导致向下受力；(2)常用方法：电流元法，特殊位置法，等效法等,针对训练21：将一个质量很小的金属线圈用细线吊起来，在其附近放一根条形磁铁，磁铁的轴线与线圈在同一个平面内，且通过线圈中心，如图所示，当线圈中通以顺时针方向的电流时，从上往下看( ) A线圈顺时针转动，靠近磁铁 B线圈顺时针转动，远离磁铁 C线圈逆时针转动，靠近磁
10、铁 D线圈逆时针转动，远离磁铁 解析：电流元法：将通电线圈分为左右两个半圆，由左手定则可判断左半圆所受安培力垂直纸面向外，右半圆所受安培力垂直纸面向里，从上往下看，线圈逆时针转动；特殊位置法及等效法，用线圈转过90的特殊位置来分析，可将通电线圈视为小磁针，由安培定则可知线圈右侧相当于小磁针的S极，受到条形磁铁的吸引，所以线圈将靠近磁铁，只有C正确 答案：C.,安培力综合问题 1确定研究对象，对研究对象进行受力分析 2画出受力平面图 3依据平衡条件或牛顿第二定律列方程,(1)对导线进行受力分析时，注意将三维立体图转变为二维平面图 (2)通电导线在磁场中的平衡及加速运动问题的处理方法与纯力学问题一
11、样，无非是有安培力参与作用,【例3】 (2010年泉州模拟)(14分)如图所示，两平行金属导轨间的距离L0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场金属导轨的一端接有电动势E4.5 V、内阻r0.50 的直流电源现把一个质量m0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R02.5 ，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 370.60，cos 370.80，求： (1)通过导体棒的电流； (2)导体棒受到的安培力大小；
12、 (3)导体棒受到的摩擦力,答案：(1)1.5 A (2)0.30 N (3)0.06 N,变式训练31：若导轨是光滑的，则导体棒恰好静止在导轨上时，磁感应强度B的最小值是多少？方向如何？,答案：0.4 T 垂直于斜面向上,(1)求解与安培力有关的平衡问题，关键是画好受力分析图；(2)受力分析时要善于把立体图转化为平面图；(3)画好辅助图(如斜面)，标明辅助方向(如B的方向、I的方向等)是画好受力分析图的关键,考点一：通电导体在安培力作用下运动方向的判定,【例1】 (基础题)如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图所示方向
13、的电流后，线圈的运动情况是( A ) A线圈向左运动 B线圈向右运动 C从上往下看顺时针转动 D从上往下看逆时针转动 解析：由安培定则，将通电线圈等效为条形磁体应为左S极右N极，再由异名磁极相互吸引可知：线圈向左运动，不出现转动现象选A. 答案：A.,考点二：通电导体在安培力作用下的平衡问题,【例2】 (能力题)(2010年泉州模拟)如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为L、质量为m的直导线，当通以电流I时，欲使导线静止在斜面上，外加匀强磁场B的大小和方向可能是( ) ABmgtan /(IL)，方向垂直斜面向上 BBmgsin /(IL)，方向垂直斜面向下 CBmgtan /(
14、IL)，方向竖直向上 DBmg/(IL)，方向水平向右,答案：B.,【测控导航】,2通电的三角形闭合线框处在与其表面垂直的匀强磁场中，如图所示，则线框所受安培力( A ) A为零 B方向垂直ab边向外 C方向垂直bc边向外 D条件不充分，无法求解 解析：由于折线段acb的等效长度与线段ab相等，且电流等大反向，因此线段ab受的安培力与折线段acb所受的安培力大小相等，方向相反，合力为零，即线框所受安培力的合力为零，故选项A正确,3(2011年杭州市高三一模)如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一
15、平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关于B的大小变化的说法中，正确的是( A ) A逐渐增大 B逐渐减小 C先减小后增大 D先增大后减小 解析：如图所示，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向垂直斜面向上时，安培力方向平行斜面向上，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向水平向左时，安培力方向竖直向上 当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，安培力逐渐增大，故磁感应强度B应逐渐增大，选项A正确,4通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行关于MN的磁
16、场对线框的作用，下列叙述正确的是( C ) A线框有两条边所受的安培力方向相同 B线框有两条边所受的安培力大小和方向都相同 C线框所受安培力的合力向左 D线框所受安培力的合力向右 解析：由MN产生的磁场越远离MN其磁感应强度B越小，故ab受安培力比cd大，bc、ad边受安培力大小相等，方向相反，故由左手定则及安培力大小知，C正确,5(2009年重庆卷)在如图所示电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导致MM与NN之间的安培力的大小分别为fa、fb，可判断这两段导线( D ) A相互吸引，fafb B相互排斥，fafb C相互吸引，fafb D相互排斥，fafb 解析：开关S置于a处时，MM与NN电流
