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1、选修选修3-1第八第八章章磁磁 场场第第1 1讲讲 磁场的描述及磁场对电流的作用磁场的描述及磁场对电流的作用抓住抓住三个三个考点考点备选视频展台备选视频展台突破突破三个三个考向考向 随堂随堂基础演练基础演练1.磁场、磁感应强度磁场、磁感应强度2.磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向的方向 3.安培力、安培力的方向安培力、安培力的方向状元微博状元微博1.对磁感应强度的理解对磁感应强度的理解 2.安培定则、左手定则的理解与应用安培定则、左手定则的理解与应用 3.通电导体棒在安培力作用下的平衡问题通电导体棒在安培力作用下的平衡问题命题热点命题热点10-通电导体在
2、安培力作用下的运动通电导体在安培力作用下的运动 1.命题专家提醒命题专家提醒 阅卷老师叮咛阅卷老师叮咛2.高考佐证高考佐证3.预测预测1 预测预测2显示显示/隐藏隐藏第第1讲讲磁场的描述磁场的描述及磁场对电及磁场对电流的作用流的作用聚焦聚焦一个一个热点热点第第八章八章 磁磁场备选多媒体展台多媒体展台1. 磁磁现现象和磁象和磁场场-奥斯特奥斯特实验实验2.地磁地磁场场分布分布3.通通电电螺螺线线管的磁管的磁场场4.探究通探究通电导线电导线在磁在磁场场中受的力与中受的力与I和和L的关系的关系5.安培分子安培分子电电流假流假说说6.质谱仪质谱仪原理原理7.磁磁场对场对运运动电动电荷的作用力荷的作用力
3、-等离子体磁流体等离子体磁流体发电发电机机 01抓住三个考点抓住三个考点【思维驱动思维驱动】 考纲点击考纲点击 1.1.磁场、磁感应强度磁场、磁感应强度 01抓住三个考点抓住三个考点【知识存盘知识存盘】 1磁场磁场(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_的作用的作用(2)方向：小磁针的方向：小磁针的_所受磁场力的方向所受磁场力的方向2磁感应强度磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的物理意义：描述磁场的_和和_(2)大小：大小： (通电导线垂直于磁场通电导线垂直于磁场)(3)方向：小磁针静止时方向：小磁针静止时_的指向的指向(4)单位
4、：特斯拉单位：特斯拉(T)3匀强磁场匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小定义：磁感应强度的大小_、方向、方向_的磁场称的磁场称为匀强磁场为匀强磁场(2)特点特点匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线. 磁场力磁场力N极极强弱强弱方向方向N极极处处相等处处相等处处相同处处相同 01抓住三个考点抓住三个考点【思维驱动思维驱动】 下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是()A电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线B磁场中两条磁感线一定不相交，但在
5、复杂电场中的电场线磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的是可以相交的C电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线D电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场也越强也越强 考纲点击考纲点击 2.2.磁感线通电直导线和通电线磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向圈周围磁场的方向 01抓住三个考点抓住三个考点【知识存盘知识存盘】 1磁感线磁感线(1)磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的_方向跟这点的磁
6、感应强度方向一致方向跟这点的磁感应强度方向一致(2)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布(如图所示如图所示) 切线切线 01抓住三个考点抓住三个考点2.电流电流的磁场的磁场判断安培力的方向用左判断安培力的方向用左手定则手定则. 01抓住三个考点抓住三个考点【思维驱动思维驱动】 一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如下图中箭头所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别如下图中箭头所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，加上方向竖直向上、水平向右
7、或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是描述导线状态的四个图示中正确的是() 考纲点击考纲点击 3.3.安培力、安培力的方向安培力、安培力的方向解析解析通电导线在磁场中受安培力时，可用左手定则判断安培通电导线在磁场中受安培力时，可用左手定则判断安培力的方向力的方向答案答案D 提示提示 01抓住三个考点抓住三个考点1安培力的大小安培力的大小当磁感应强度当磁感应强度B的方向与导线方向成的方向与导线方向成角时，角时，F_，这是，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：(1)磁场和电流垂直时：磁场和电流垂直时：F_.(2
8、)磁场和电流平行时：磁场和电流平行时：F0.2安培力的方向安培力的方向(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内让磁感线从掌心进入，并使四指指且都与手掌在同一个平面内让磁感线从掌心进入，并使四指指向向_，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受受_(2)安培力的方向特点：安培力的方向特点：F B，F I，即，即F垂直于垂直于_决定的平决定的平面面 【知识存盘知识存盘】 电流的方向电流的方向BILsinBIL安培力的方向安培力的方向B和和I 01抓住三个考点
9、抓住三个考点状元微博状元微博【典例典例1】 (2012大纲全国，大纲全国，18)如图所示，两根相互平行的长直如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流等、方向相反的电流a、O、b在在M、N的连线上，的连线上，O为为MN的中的中点，点，c、d位于位于MN的中垂线上，且的中垂线上，且a、b、c、d到到O点的距离均相点的距离均相等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()AO点处的磁感应强度为零点处的磁感应强度为零Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方
10、向相反两点处的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同两点处的磁感应强度大小相等，方向相同Da、c两点处磁感应强度的方向不同两点处磁感应强度的方向不同 02突破三个考向突破三个考向考向一对磁感应强度的理解考向一对磁感应强度的理解 审题导析审题导析1.根据安培定则判断磁场方向根据安培定则判断磁场方向2.结合矢量合成法则确定各点结合矢量合成法则确定各点磁感应强度的大小与方向磁感应强度的大小与方向.3.O点磁感应强度分析如图示点磁感应强度分析如图示.它们在等距处它们在等距处产生的磁感应产生的磁感应强度大小相等强度大小相等.求解有关磁感应强度问题的关键求解有关磁感应强度
11、问题的关键1磁感应强度磁感应强度由磁场本身决定由磁场本身决定2合磁感应强度合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和等于各磁场的磁感应强度的矢量和3牢记判断电流的磁场的方法牢记判断电流的磁场的方法安培定则，并能熟练应用，安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型建立磁场的立体分布模型(记住记住5种常见磁场的立体分布图种常见磁场的立体分布图) 02突破三个考向突破三个考向【借题发挥借题发挥】 【变式跟踪变式跟踪1】 关于磁感应强度关于磁感应强度B，下列说法中正确的是，下列说法中正确的是()A根据磁感应强度定义根据磁感应强度定义BF/(IL)，磁场中某点的磁感应强度，磁场中某点的磁感应强度B与
12、与F成正比，与成正比，与I成反比成反比B磁感应强度磁感应强度B是标量，没有方向是标量，没有方向C磁感应强度磁感应强度B是矢量，方向与是矢量，方向与F的方向相反的方向相反D在确定的磁场中，同一点的磁感应强度在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的是确定的，不同点的磁感应强度磁感应强度B可能不同，磁感线密集的地方磁感应强度可能不同，磁感线密集的地方磁感应强度B大些，磁大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度感线稀疏的地方磁感应强度B小些小些 02突破三个考向突破三个考向解析解析磁感应强度是磁场本身的性质，与放入磁场中的导体的磁感应强度是磁场本身的性质，与放入磁场中的导体的电流或受力大小电流或
13、受力大小F无关，无关，A错误；磁感应强度错误；磁感应强度B是矢量，其方向是矢量，其方向与与F总是垂直的，电流方向与总是垂直的，电流方向与F也总是垂直的，也总是垂直的，B、C错误；在错误；在确定的磁场中，同一点的磁感应强度确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，由磁场本身是确定的，由磁场本身决定，与其他外来的一切因素无关，用磁感线的疏密程度表示决定，与其他外来的一切因素无关，用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁场的强弱，D正确正确答案答案D 02突破三个考向突破三个考向【典例典例2】 通电矩形导线框通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线与无限长通电直导线MN在同一平在同一平面内，电流方向如
14、图所示，面内，电流方向如图所示，ad边与边与MN平行，关于平行，关于MN中电流产生中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是()A线框有两条边所受到的安培力方向相同线框有两条边所受到的安培力方向相同B线框有两条边所受到的安培力大小相同线框有两条边所受到的安培力大小相同C整个线框有向里收缩的趋势整个线框有向里收缩的趋势D若导线若导线MN向左微移，各边受力将变小，但合力不变向左微移，各边受力将变小，但合力不变 考向考向二安培定则、左手定则的理解与应用二安培定则、左手定则的理解与应用审题导析审题导析1.用安培定则判定出通电导线用安培定则判定出通电导线MN在
15、其右在其右侧产生的磁场特点侧产生的磁场特点.2.用左手定则分别分析用左手定则分别分析ab、bc、cd、da四四段导线在此磁场中的受力情况段导线在此磁场中的受力情况.3.MN左微移，矩形框所在处磁场减弱，左微移，矩形框所在处磁场减弱，各边所受磁场力均发生变化各边所受磁场力均发生变化.02突破三个考向突破三个考向安培定则和左手定则的安培定则和左手定则的“因因”与与”果果”1安培定则用于判定电流周围磁场的磁感线分布，使用安培定则用于判定电流周围磁场的磁感线分布，使用时注意分清时注意分清“因因电流方向电流方向”和和“果果磁场方向磁场方向”2左手定则用于判定安培力的方向，使用时注意分清左手定则用于判定安
16、培力的方向，使用时注意分清“因因电流方向与磁场方向电流方向与磁场方向”和和“果果受力方向受力方向” 【借题发挥借题发挥】 【变式跟踪变式跟踪2】 在等边三角形的三个在等边三角形的三个顶点顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，则过恒定电流，方向如图所示，则过c点的点的导线所受安培力的方向导线所受安培力的方向()A与与ab边平行，竖直向上边平行，竖直向上 B与与ab边平行，竖直向下边平行，竖直向下C与与ab边垂直，指向左边边垂直，指向左边 D与与ab边垂直，指向右边边垂直，指向右边 02突破
17、三个考向突破三个考向解析解析根据直线电流的安培根据直线电流的安培定则，定则，a、b在在c处所处所激发的磁场方向分别激发的磁场方向分别如图中如图中Ba、Bb所示，所示，应用平行四边形定则应用平行四边形定则可知可知c导线所在处的导线所在处的合磁场方向如图所示合磁场方向如图所示根据左手定则可知根据左手定则可知安培力安培力F安安的方向与的方向与a、b连线垂直，指向左连线垂直，指向左边边答案答案C BbBaBF安安1.由安培定则由安培定则判定通电导线判定通电导线a、b在在c处激发处激发的磁场方向的磁场方向.2.由矢量合成由矢量合成法则确定合磁法则确定合磁场方向场方向.3.由左手定则由左手定则判定判定c导
18、线所受导线所受安培力方向安培力方向.02突破三个考向突破三个考向考向三通电导体棒在安培力作用下的平衡问题考向三通电导体棒在安培力作用下的平衡问题审题导析审题导析1.分析通电导体分析通电导体MN的受的受力情况力情况.2.MN与其受力情况形成与其受力情况形成立体图，画受力图时要画立体图，画受力图时要画MN的截面受力图的截面受力图.3. 分析各选项时，依据分析各选项时，依据MN处于平衡状态，所受处于平衡状态，所受各力的合力为零各力的合力为零.【典例典例3】 (2012天津理综，天津理综，2)如图示，金属棒如图示，金属棒MN两端由等长的两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由
19、轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为.如果仅改变下列如果仅改变下列某一个条件，某一个条件，角的相应变化情况是角的相应变化情况是()A棒中的电流变大，棒中的电流变大，角变大角变大B两悬线等长变短，两悬线等长变短，角变小角变小C金属棒质量变大，金属棒质量变大，角变大角变大D磁感应强度变大，磁感应强度变大，角变小角变小 mgBIlFTF02突破三个考向突破三个考向【借题发挥借题发挥】 1通电导体在磁场中受到的安培力通电导体在磁场中受到的安培力(1)方向：根据左手定则判断方向：根据左手定则判断(2)大
20、小：由公式大小：由公式FBIL计算，且其中的计算，且其中的L为导线在磁场中的有效为导线在磁场中的有效长度长度如弯曲通电导线的有效长如弯曲通电导线的有效长度度L等于连接两端点的直线的长度，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，如图所示相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图所示. 02突破三个考向突破三个考向2求解安培力作用下导体棒求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路平衡问题的基本思路:3.求解关键求解关键把电磁学问题力学化把电磁学问题力学化把立体图平面化把立体图平面化 02突破三个考向突破三个考向【变式跟踪变式跟踪3】 如图所示如图所示,光滑的平行导轨
21、与电源连接后光滑的平行导轨与电源连接后,与水平方与水平方向成向成角倾斜放置角倾斜放置,导轨上放一个质量为导轨上放一个质量为m的金属导体棒当的金属导体棒当S闭合闭合后后,在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场,可以使导体棒静止平衡可以使导体棒静止平衡,下面四个图中分别加了不同方向的磁场下面四个图中分别加了不同方向的磁场,其中一定不能平衡的是其中一定不能平衡的是().解析解析四种情况的受力分别如图所示，四种情况的受力分别如图所示，A、C有可能平衡，有可能平衡，D中中如果重力与安培力刚好大小相等，则导体棒与导轨间没有压力，如果重力与安培力刚好大小相等，则导体棒与导轨间没
22、有压力，也可以平衡，也可以平衡，B中合外力不可能为零，一定不能平衡中合外力不可能为零，一定不能平衡答案答案B mgFFNFmgFNmgFFNmgF命题专家评述命题专家评述考情分析：考情分析：2012年全国各地的高考试卷中，对磁场性质和安培力的考查出年全国各地的高考试卷中，对磁场性质和安培力的考查出现现2处处高考题型：选择题高考题型：选择题高考预测：高考预测：2014年对磁场性质和安培力的单独考查以理解和简年对磁场性质和安培力的单独考查以理解和简单运用为主题型仍是选择题单运用为主题型仍是选择题 03聚焦一个热点聚焦一个热点命题热点命题热点10 10 通电导体在安培力作用下的运动通电导体在安培力作
23、用下的运动 阅卷教师叮咛阅卷教师叮咛 易失分点：易失分点：(1)判断安培力的方向使用右手定则判断安培力的方向使用右手定则(2)不能把立体图正确转化为平面图或截面图不能把立体图正确转化为平面图或截面图 03聚焦一个热点聚焦一个热点应对策略应对策略判定安培力作用下导体运动情况的常用方法判定安培力作用下导体运动情况的常用方法 【典例典例】(2012海南单科，海南单科，10)如图所示的装置可演示磁场对通如图所示的装置可演示磁场对通电导线的作用电导线的作用.电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆是置于导
24、轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线当电磁铁线圈两端圈两端a、b，导轨两端，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上，分别接到两个不同的直流电源上时，时，L便在导轨上滑动下列说法正确的是便在导轨上滑动下列说法正确的是().A若若a接正极，接正极，b接负极，接负极，e接正极，接正极，f接负极，则接负极，则L向右滑动向右滑动B若若a接正极，接正极，b接负极，接负极，e接负极，接负极，f接正极，则接正极，则L向右滑动向右滑动C若若a接负极，接负极，b接正极，接正极，e接正极，接正极，f接负极，则接负极，则L向左滑动向左滑动D若若a接负极，接负极，b接正极，接正极，e接负极，接负极，f接正极，则接
25、正极，则L向左滑动向左滑动 03聚焦一个热点聚焦一个热点审题导析审题导析1.先根据先根据a、b接电源正负极的不同，判断接电源正负极的不同，判断出电磁铁的磁场方向出电磁铁的磁场方向.2.再有再有e、f接电源正负极的方式，判定通接电源正负极的方式，判定通电导线电导线L中电流流向中电流流向.3.最后由左手定则判定最后由左手定则判定L受安培力方向受安培力方向.解析解析若若a接正极，接正极，b接负极，电磁铁磁极接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，间磁场方向向上，e接正极，接正极，f接负极，由接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则左手定则判定金属杆受安培力向左，则L向左滑动，向左滑动，A项错误，同理判
26、定项错误，同理判定B、D选项选项正确，正确，C项错误项错误答案答案BD高高考考佐佐证证 【预测【预测1】 直导线直导线ab与线圈所在的平面垂直且隔有一小段距离，与线圈所在的平面垂直且隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当通过如图所示的电流方其中直导线固定，线圈可自由运动，当通过如图所示的电流方向时向时(同时通电同时通电)，从左向右看，线圈将，从左向右看，线圈将()A不动不动B顺时针转动，同时向右平移顺时针转动，同时向右平移C顺时针转动，同时向左平移顺时针转动，同时向左平移D逆时针转动，同时向右平衡逆时针转动，同时向右平衡03聚焦一个热点聚焦一个热点解析解析用安培定则判断线圈所处的用
27、安培定则判断线圈所处的B的方向，由左的方向，由左手定则及特殊位置法判定运动情况手定则及特殊位置法判定运动情况答案答案B 先判断直导线先判断直导线ab产生的磁场方向及产生的磁场方向及分布，再由左手定则判定线圈所受分布，再由左手定则判定线圈所受安培力及运动情况安培力及运动情况.外外里里【预测预测2】 如图示为电磁轨道炮的工作原理图如图示为电磁轨道炮的工作原理图.待发射弹体与轨道保持待发射弹体与轨道保持良好接触良好接触,并可在两平行轨道之间无摩擦滑动并可在两平行轨道之间无摩擦滑动.电流从一条轨道流入电流从一条轨道流入,通过通过弹体后从另一条轨道流回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
28、轨道平面的轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道平面的磁场磁场(可视为匀强磁场可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与电流磁感应强度的大小与电流I成正比成正比.通电的弹体在通电的弹体在安培力的作用下离开轨道安培力的作用下离开轨道,则下列说法正确的是则下列说法正确的是().A弹体向左高速射出弹体向左高速射出BI为原来的为原来的2倍，弹体射出的速度也为原来的倍，弹体射出的速度也为原来的2倍倍C弹体的质量为原来的弹体的质量为原来的2倍，射出的速度也为原来的倍，射出的速度也为原来的2倍倍D轨道长度轨道长度L为原来的为原来的4倍，弹体射出的速度为原来的倍，弹体射出的速度为原来的2倍倍 03聚焦一个热点聚焦一个热点04随堂基础演练随堂基础演练随堂基础演练随堂基础演练 答案及解析答案及解析目标目标一、对磁感应一、对磁感应强度的理解强度的理解 二、安培力作用下导体二、安培力作用下导体的平衡及运动分析的平衡及运动分析 题号题号12345点击点击右蓝框右蓝框出现出现答案及解析答案及解析 C C D D 见解析见解析
