高三物理总复习攻关-知识讲解 磁场对电流的作用(提高)

上传人:Jerm****014 文档编号:224167158 上传时间:2021-12-15 格式:DOC 页数:17 大小:750KB
返回 下载 相关 举报
高三物理总复习攻关-知识讲解 磁场对电流的作用(提高)_第1页
第1页 / 共17页
高三物理总复习攻关-知识讲解 磁场对电流的作用(提高)_第2页
第2页 / 共17页
高三物理总复习攻关-知识讲解 磁场对电流的作用(提高)_第3页
第3页 / 共17页
高三物理总复习攻关-知识讲解 磁场对电流的作用(提高)_第4页
第4页 / 共17页
高三物理总复习攻关-知识讲解 磁场对电流的作用(提高)_第5页
第5页 / 共17页
点击查看更多>>
资源描述

《高三物理总复习攻关-知识讲解 磁场对电流的作用(提高)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高三物理总复习攻关-知识讲解 磁场对电流的作用(提高)(17页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。

1、三教上人(A+版-Applicable Achives)物理总复习:磁场对电流的作用 编稿:李传安 审稿:张金虎【考纲要求】1、知道磁体的磁场、电流的磁场及地磁场的分布特点; 2、理解磁感应强度的概念、定义式; 3、掌握安培定则,会利用安培定则判断通电导线、螺线管的磁场;4、会求安培力的大小并确定其方向,能在具体问题中熟练应用。【知识网络】【考点梳理】考点一、磁场1、磁场的存在磁场是一种特殊的物质,存在于磁极和电流周围。2磁场的特点磁场对放入磁场中的磁极和电流有力的作用。同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,磁体之间、磁体与电流(或运动电荷)之间、电流(或运动电荷)与电流(或运动电荷)之间的相互

2、作用都是通过磁场发生的。3、磁场的方向规定磁场中任意一点的小磁针静止时N极的指向(小磁针N极受力方向)。4、地磁场的主要特点要点诠释:地球的磁场与条形磁铁的磁场相似,其主要特点有三个:(1)地磁场的N极在地球地理南极附近,S极在地球地理北极附近。磁感线分布如图所示。(2)地磁场B的水平分量()总是从地球地理南极指向地球地理北极(地球外部);而竖直分量(),在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下。(3)在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度相等,且方向水平向北。注意:地球的地理两极和地磁两极不重合,因此形成了磁偏角。考点二、磁感应强度1、磁感应强度磁感应强度是描述磁场大小和方向

3、的物理量,用“B”表示,是矢量。(1)B的大小:磁场中某点的磁感应强度的大小等于放置于该点并垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力F与通过该导线的电流强度和导线长度乘积IL的比值。定义式. (2)B的方向:磁场中该处的磁场方向。(3)B的单位:特斯拉。1T=1 N/ ( Am)。要点诠释:(1)磁感应强度B也是用比值法定义的物理量,其特点:与F、I、L无关,只由磁场本身决定。(2)式中的I必须垂直于该处的磁场。(3)磁感应强度是一个矢量,B的方向就是该处的磁场方向(不是F的方向)。2、磁场的叠加要点诠释:空间中如果同时存在两个以上的电流或磁体在该点激发的磁场,某点的磁感应强度B是各电流或磁体在该

4、点激发磁场的磁感应强度的矢量和,且满足平行四边形定则。磁感应强度B与电场强度E的比较: 电场强度E是描述电场的力的性质的物理量;磁感应强度B是描述磁场的力的性质的物理量。现把这两个物理量比较如下: 磁感应强度B电场强度E物理意义描述磁场的性质描述电场的性质定义式,通电导线与B垂直方向矢量磁感线切线方向,小磁针N极受力方向矢量电场线切线方向,放入该点正电荷受力方向场的叠加合磁感应强度B等于各磁场的B的矢量和合场强等于各个电场的场强E的矢量和单位1 T=1 N/(Am)1 V/m=1 N/C3、磁感线1、磁感线的特点磁感线的特点:磁感线是为形象地描述磁场的强弱和方向而引入的一系列假想的曲线,是一种

5、理想化的模型。它有以下特点:(1)磁感线某点切线方向表示该点的磁场方向,磁感线的疏密可以定性地区分磁场不同区域磁感应强度B的大小。(2)磁感线是闭合的,磁体的外部是从N极到S极,内部是从S极到N极。(3)任意两条磁感线永不相交。(4)条形磁体、蹄形磁体、直线电流、通电螺线管、地磁场等典型磁场各有其特点,记住它们的分布情况有助于分析解决有关磁场的问题。2、几种常见的磁感线(1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场在磁体的外部,磁感线从N极射出进入S极,在内部也有相应条数的磁感线(图中未画出)与外部磁感线衔接并组成闭合曲线。(2)直线电流的磁场直线电流的磁感线是在垂直于导线平面上的以导线上某点为圆心的同心圆(

6、如图),其分布呈现“中心密边缘疏”的特征,从不同角度观察,如图。 (3)环形电流的磁场如图中甲、乙、丙从不同角度观察,环形电流的磁感线是一组穿过环所在平面的曲线,在环形导线所在平面处,各条磁感线都与环形导线所在的平面垂直。 (4)通电螺线管的磁感线与条形磁铁相似,一端相当于北极N,另一端相当于南极S。由于在螺线管内部磁感线从S指向N,因此不能用“同名磁极相斥,异名磁极相吸”来判断管内部的小磁针的指向。小磁针在通电螺线管周围空间的指向,不论是在管内或管外,应根据磁感线的方向加以判断,如图。(5)匀强磁场磁感应强度大小、方向处处相同的区域,在磁场的某些区域内,则这个区域的磁场叫匀强磁场。在匀强磁场

7、中,磁感线为同向、等间距的平行的直线。条形磁铁N和S两磁极端面相互平行,距离较近时,磁极间的磁场是匀强磁场,如图所示。通有稳恒电流的长直螺线管内的中央区域的磁场也是匀强磁场。4、安培定则要点诠释:直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场磁感线的方向可以用安培定则确定。(1)对于通电直导线,可用右手握住导线,大拇指指向电流方向,弯曲的四指指向磁感线环绕的方向。(2)对于环形电流和通电螺线管,则用弯曲的四指指向电流环绕的方向,右手大拇指指向螺线管内部磁感线的方向。4、安培分子电流假说(1)磁现象的电本质:磁铁的磁场和电流的磁场一样,都是由运动电荷产生的。(2)安培分子电流假说:法国学者安培提出了分子电

8、流假说。他认为在原子、分子等物质微粒内部存在着微小的环形电流即分子电流,分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体。安培的假说可以解释磁化等磁现象。考点三、磁场对电流的作用力安培力1、安培力的大小要点诠释:安培力的大小: 表示电流I与磁感应强度B的夹角。(1)当磁场与电流垂直时,即,此时安培力最大; (2)当磁场与电流平行时,即磁场方向与电流方向相同或相反时,即,即安培力为零。L是有效长度;B并非一定为匀强磁场,但它应该是L所在处的磁感应强度。2、安培力的方向 安培力的方向由左手定则判断。磁场的基本性质是对放入其中的电流有力的作用。磁场对电流的作用力称为安培力。实验表明,安培力的方向与磁场方向、电流

9、方向都有关系。左手定则:通电导线垂直放入磁场时,磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系由左手定则来确定。它的内容是:伸出左手,使大拇指和四指在同平面内并且相互垂直,让磁感线垂直穿过手心、四指沿电流方向,则大拇指所指的方向就是电流所受安培力的方向。【典型例题】类型一、对磁感应强度的理解例1、如图所示,在正方形的四个顶点处垂直纸面放置四根长直通电导线,电流大小相等,各处电流方向如图,它们在三角形中心O点的磁感应强度大小均为B,求O处磁感应强度。【思路点拨】直线电流的磁场与电流大小有关,与距离有关。方向用安培定则(即右手螺旋定则)确定。磁感应强度是矢量,仍然用平行四边形定则进行合成和分解。

10、【答案】,方向水平向左。【解析】因四根长直通电导线的电流在O点产生的磁场大小均为B,根据安培定则,各电流在O处产生的B的方向应垂直于各点和O的连线,再根据平行四边形定则和几何关系知,a、c电流在O处的磁感应强度均为B,方向都指向d,它们的矢量和大小为2B;b、d在O处的磁感应强度均为B,方向都指向a,它们的矢量和大小也为2B,这两个磁感应强度相互垂直,由勾股定理知,四个电流在O点的磁感应强度的矢量和为,方向水平向左。【总结升华】磁感应强度是矢量,要用矢量合成的平行四边形定则。各电流在O处产生的B的方向应垂直于各点和O的连线。举一反三 【变式】如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且

11、与直面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是( ) A. O点处的磁感应强度为零B. a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C. c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D. a、c两点处磁感应强度的方向不同【答案】C【解析】由安培定则可知,两导线在O点产生的磁场均竖直向下,合磁感应强度一定不为零,选项A错;由安培定则,两导线在a、b两处产生磁场方向均竖直向下,由于对称性,电流M在a处产生磁场的磁感应强度等于电流N在b处产生磁场的磁感应强度,

12、同时电流M在b处产生磁场的磁感应强度等于电流N在a处产生磁场的磁感应强度,所以a、b两处磁感应强度大小相等方向相同,选项B错;根据安培定则,两导线在c、d处产生磁场垂直c、d两点与导线连线方向向下,且产生的磁场的磁感应强度相等,由平行四边形定则可知,c、d两点处的磁感应强度大小相同,方向相同,选项C正确。a、c两处磁感应强度的方向均竖直向下,选项D错。【变式2】三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形,在导线中通过的电流均为I,方向如图所示。a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上,且到相应顶点的距离相等。将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3,下列说法正

13、确的是()AB1B2B3BB1B2B3Ca和b处磁场方向垂直于纸面向外,c处磁场方向垂直于纸面向里Da处磁场方向垂直于纸面向外,b和c处磁场方向垂直于纸面向里【答案】AC【解析】由于通过三条导线的电流大小相等,结合图形由右手定则可判断出,导线2在a处产生的磁场方向向里,导线3在a处产生的磁场方向向外,方向相反,由于电流相等、距离相等,即磁感应强度大小相等,故导线2、3在a处的合磁感应强度为零,导线1在a处产生的磁场方向向外,同理可判定,b处的产生的磁场方向也向外,且与a处相等,所以,三条导线在a、b处产生的合磁感应强度垂直纸面向外;在c处磁感应强度大小是三导线的相加,垂直纸面向里,比a、b的磁

14、感应强度都要大,有B1B2B3,故选项AC正确。 类型二、通电导体(或磁体)在安培力作用下的运动例2、如图所示,把一导线用弹簧挂在蹄形磁铁磁极的正上方,当导线中通以图示电流I时,导线的运动情况是(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】通电导线AB左右中三段所在处磁场方向不相同,所以必须将导线分段处理电流元法。【答案】A【解析】用电流元法判断导线的转动情况,再用特殊位置法判断导线的平动情况。将导线电流AB分为左右中三段AC、DB及CD,画出每段导线所在处磁场的方向,根据左手定则可判断AC段的安培力方

15、向垂直纸面向里,DB段的安培力方向垂直纸面向外,故导线作顺时针转动;导线转过后,CD段电流也受到向下的安培力(如图,画出导线转过90时的受力情景特殊位置法),故导线又向下运动。所以,正确答案是A。【总结升华】本题中由于通电导线AB左右中三段所在处磁场方向不相同,所以解题时必须将导线分段处理电流元法。举一反三【变式】如图所示,把轻质线圈用细线挂在一个固定的磁铁的N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面。当线圈内通电时,下列结论中正确的是( )A电流方向如图中所示时,线圈将向左偏移B电流方向如图中所示时,线圈将向右偏移C电流方向与图中相反时,线圈将向左偏移D电流方向与图中相反时,线圈将向右偏移【答案】AD【解析】线圈通电后,线圈会受到磁铁磁场的作用。根据磁铁周围磁感线的分布,如图,用左手定则可知,当线圈中通以图示方向电流时,线圈受

展开阅读全文
相关资源
正为您匹配相似的精品文档
相关搜索

最新文档


当前位置:首页 > 中学教育 > 中学学案

电脑版 |金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号