高考物理一轮复习课件 【备课精讲精研】 磁场的描述磁场对电流的作用

10.1 磁场的描述 磁场对电流的作用一、磁感应强度 磁场磁感应强度：描述磁场的强弱和方向。磁感线：磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。磁铁外部:NS，内部:SN磁感线是假想的曲线，客观上并不存在。一、磁感应强度 磁场常见电流磁场安培定则一、磁感应强度 磁场地球本身是一个大磁体N极位于地理南极附近S极位于地理北极附近。二、安培力安培力的大小BI安培力的方向(左手定则)掌心：磁感线垂直进入，四指：电流方向大拇指所：安培力的方向B BI I F=BILF=BILB B/I I F=F=0 0F=ILB=ILBsin FB FIFB与I决定的平面。二、安培力通电导线的有效长度当通电导线弯曲时，l是导线两端的有效直线长度(如图所示)。闭合线圈，有效长度为零，安培力的矢量和为零。考点一：安培定则的应用和磁场的叠加(2021浙江1月选考)如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图。若通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是()A电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场B螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场C螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场D磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场B考点一：安培定则的应用和磁场的叠加(2021全国甲卷)两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与OQ在一条直线上，PO与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为()AB、0B0、2BC2B、2B DB、BB考点一：安培定则的应用和磁场的叠加(多选)如图所示，六根直导线均匀分布在圆心为O的圆周上，导线中均通有方向垂直纸面向里、大小相同的电流。若将其中一根导线中的电流反向，圆心O处的磁感应强度大小为B0；若将其中两根导线中的电流反向，圆心O处的磁感应强度大小可能为()BC考点二：安培力大小和方向同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。abcd两不平行的电流相互作用时，有转到平行且方向相同且相互吸引的趋势ab固定，cd自由活动考点二：安培力大小和方向(2021广东高考)截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I2，I1I2，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是()C考点二：安培力大小和方向(2019全国卷)如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为()A2FB1.5FC0.5F D0B等效法如图所示，在固定放置的条形磁铁S极附近悬挂一个金属线圈，线圈与水平磁铁位于同一竖直平面内，当在线圈中通入沿图示方向流动的电流时，将会看到()A线圈向左平移B线圈向右平移C从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁D从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁考点三：安培力作用下导体运动的判断C考点三：安培力作用下导体运动的判断电流元法和结论法的组合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受安培力后的运动情况，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D考点三：安培力作用下导体运动的判断转换研究对象法(多选)如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是()A弹簧长度将变长B弹簧长度将变短CF1F2 DF1F2BC考点三：安培力作用下导体运动的判断电流元法分割为电流元安培力方向整段导体所受合力方向运动方向特殊位置法 在特殊位置安培力方向运动方向等效法环形电流小磁针，通电螺线管条形磁铁结论法同向电流互相吸引，异向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向考点四：安培力下导体平衡问题三维图二维平面图考点四：安培力下导体平衡问题如图所示，金属杆MN用两根绝缘细线悬于天花板的O、O点，杆中通有垂直于纸面向里的恒定电流，空间有方向竖直向上的匀强磁场，杆静止时处于水平，悬线与竖直方向的夹角为。若将磁场在竖直面内沿逆时针方向缓慢转过90，在转动过程中通过改变磁感应强度大小来保持悬线与竖直方向的夹角不变，则在转动过程中，磁场的磁感应强度大小的变化情况是()A一直减小B一直增大C先减小后增大 D先增大后减小C考点四：安培力下导体平衡问题D考点五：安培力作用下电力综合问题(多选)如图所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t0时刻起，棒上有如图2所示的持续交变电流I，周期为T，最大值为Im，图1中I所示方向为电流正方向，则金属棒()A一直向右移动B速度随时间周期性变化C受到的安培力随时间周期性变化D受到的安培力在一个周期内做正功ABC考点五：安培力作用下电力综合问题AD考点五：安培力作用下电力综合问题“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快、效率高等优点。“电磁炮”的原理结构示意图如图所示。光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽L0.2 m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B1102 T。“电磁炮”弹体总质量m0.2 kg，其中弹体在轨道间的电阻R0.4。可控电源的内阻r0.6，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射。在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流I4103 A，不计空气阻力。求：(1)弹体所受安培力大小；(2)弹体从静止加速到4 km/s，轨道至少要多长；(3)弹体从静止加速到4 km/s过程中，该系统消耗的总能量；(4)请说明电源的电压如何自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射。(1)8104 N(2)20 m(3)1.76106 J(4)弹体速度增大，弹体切割磁感线产生感应电动势增大，所以应使电源的弹体速度增大，弹体切割磁感线产生感应电动势增大，所以应使电源的电压增大，抵消产生的感应电动势电压增大，抵消产生的感应电动势