优化方案高考全国新课标物理一轮配套磁场的描述磁场对电流的作用PPT学习教案

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第4页/共46页
二、磁感线及特点
1.切磁线 感线:在磁场中画出一些曲线,使曲线 上每一点的__________方向都跟这点的磁感 应强度的方向一致切线.
强弱
2.磁感线的特点强 (1)磁弱感线上某点的__________方向就是该点
的磁场方向.
(2)磁感线的疏密定性第5页地/共表46页示磁场的
_________,在磁感线较密的地方磁场较
(3)磁感线是闭合________曲线,没有起点和终
点.在磁体外部,从中N极指向S极相 ;在磁体内


部,由S极指向N极.
(4)同一磁场的磁感线不_________、不
________、不相切. 第6页/共46页
(5)磁感线是假想的曲线,客观上不存在.
3.电流周围的磁场
直线电流 的磁场
通电螺线管 的磁场

8.质谱仪和回旋加速器 Ⅰ
真题统计 全国卷Ⅰ 全国卷Ⅱ
命题规律
1.本章考查的热点有: (1)磁感应强度的理 解和计算;
(2)安培力、洛伦兹
2015年T14 2015年T24 2014年T15 2014年T16 2013年T18
2015年T18 2015年T19 2014年T20 2013年T17
力的特点;
第27页/共46页
安培力作用下的加速问题 (单选)光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O 点为圆弧的圆心.两金属轨道之间的宽度为 0.5 m,匀强磁 场方向如图所示,大小为 0.5 T.质量为 0.05 kg、长为 0.5 m 的金属细杆置于金属水平轨道上的 M 点.当在金属细杆内 通以电流强度为 2 A 的恒定电流时,金属细杆可以沿轨道向 右由静止开始运动.已知 MN=OP=1 m,则下列说法中正 确的是( D )
夹角无关
第10页/共46页
D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小
考点一 安培定则的应用和磁场的叠加 1.安培定则的应用:在运用安培定则判定直线电流和环形 电流的磁场时应分清“因”和“果”.
原因(电流方向) 结果(磁场绕向)
直线电流的磁场
大拇指
四指
环形电流的磁场
四指
大拇指
第11页/共46页
2.磁场的叠加:磁感应强度是矢量,计算时与力的计算方法 相同,利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解.
优化方案高考全国新课标物理一轮配套 磁场的描述磁场对电流的作用
会计学
1
第八章 磁 场
[2017高考导航]
考点内容
要求
1.磁场、磁感应强度、 磁感线

2.通电直导线和通电线 圈周围磁场的方向

3.安培力、安培力的方 向

4.匀强磁场中的安培力 Ⅱ
5.洛伦兹力、洛伦兹力 的方向

6.洛伦兹力公式

7.带电粒子在匀强磁场 中的运动
B2 关系,可得:cos 30°=B21=BB21= 23,故选项 B 正确.
2
第17页/共46页
解决磁场的叠加的思路和步骤 1.根据安培定则确定各导线在某点产生的磁场方向; 2.判断各分磁场的磁感应强度大小关系; 3.根据矢量合成法则确定合磁场的大小和方向.
第18页/共46页
考点二 导体在安培力作用下运动 1.安培力 (1)方向:根据左手定则判断. (2)大小:由公式 F=BIL 计算,且其中的 L 为导线在磁场中 的有效长度.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,如图所示.
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
第21页/共46页
导体在安培力作用下运动的定性分析 (单选)一个可以自由运动的线圈 L1 和一个固定的线 圈 L2 互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,如图所 示.当两线圈中通以图示方向的电流时,从左向右看,线圈 L1 将( B ) A.不动 B.顺时针转动 C.逆时针转动 D.在纸面内平动
两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个 电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加 而成的.
第12页/共46页
电流磁场的判断 (单选)(2016·辽宁高三质检)如图所示,带负电的金属 环绕轴 OO′以角速度 ω 匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁 针最后平衡时的位置是( C )
A.N 极竖直向上 C.N 极沿轴线向左
第28页/共46页
A.金属细杆开始运动时的加速度大小为 5 m/s2
B.金属细杆运动到 P 点时的速度大小为 5 m/s
C.金属细杆运动到 P 点时的向心加速度大小为 10 m/s2
D.金属细杆运动到 P 点时对每一条轨道的作用力大小为
0.75 N [解析]金属细杆在水平方向受到安培力作用,安培力大小 F 安=BIL=0.5×2×0.5 N=0.5 N,金属细杆开始运动时的加速 度大小为 a=Fm安=10 m/s2,选项 A 错误;对金属细杆从 M 点到 P 点的运动过程,安培力做功 W 安=F 安·(MN+OP)= 1 J,重力做功 WG=-mg·ON=-0.5 J,
第15页/共46页
A. 3∶1 C.1∶1
B. 3∶2 D.1∶2
[审题突破] (1)在 M、N 两点时,O 点的两个分磁感应强度 大小关系如何?方向夹角为多大? (2)在 P、N 两点时,O 点的两个分磁感应强度大小关系如何? 方向夹角为多大?
第16页/共46页
[解析]如图所示,当通有电流的长直导线在 M、N 两处时, 根据安培定则可知,二者在圆心 O 处产生的磁感应强度大小 都为B21.当将 M 处长直导线移到 P 处时,两直导线在圆心 O 处产生的磁感应强度也为B21,作平行四边形,由图中的几何
(3)有界磁场中的临 界问题;
(4)带电粒子在匀强 磁场中的多解问题;
(5)带电粒子在组合
场和复合场中的运动
. 2.本章高考题型包括 选择题和计算题
说明:1.安培力的计算只限于电流与磁感应强度方向垂直的情况. 2.洛伦兹力的计算只限于速度和磁场方向垂直的情况
第1页/共46页
第八章 磁 场
第一节 磁场的描述 磁场对电流的作用
直于磁场).
1.(单选)关于磁感应强度的说法正确的是( D ) A.一小段通电导体放在磁场 A 处,受到的磁场力比 B 处的大, 说明 A 处的磁感应强度比 B 处的磁感应强度大 B.由 B=IFL可知,某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电 导线所受磁场力 F 成正比,与电流强度 I 和导线长度 L 的乘积 IL 成反比 C.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处磁感 应强度一定为零 D.小磁针 N 极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
第22页/共46页
[解析]法一:(电流元分析法)把线圈 L1 沿水平转动轴分成上 下两部分,每一部分又可以看成无数段直线电流元,电流元 处在 L2 产生的磁场中,根据安培定则可知各电流元所在处的 磁场方向向上,由左手定则可得,上半部分电流元所受安培 力均指向纸外,下半部分电流元所受安培力均指向纸内,因 此从左向右看线圈 L1 将顺时针转动. 法二:(等效分析法)把线圈 L1 等效为小磁针,该小磁针刚好 处于环形电流 I2 的中心,小磁针的 N 极应指向该点环形电流 I2 的磁场方向,由安培定则知 I2 产生的磁场方向在其中心处 竖直向上,而 L1 等效成小磁针后,转动前,N 极指向纸内, 因此小磁针的 N 极应由指向纸内转为向上,所以从左向右 看,线圈 L1 将顺时针转动.
第26页/共46页
式中,m 为金属棒的质量,k 是弹簧的劲度系数,g 是重力 加速度的大小. 开关闭合后,金属棒所受安培力的大小为 F=IBL② 式中,I 是回路电流,L 是金属棒的长度.两弹簧各自再伸 长了Δl2=0.3 cm,由胡克定律和力的平衡条件得 2k(Δl1+Δl2)=mg+F③ 由欧姆定律有 E=IR④ 式中,E 是电池的电动势,R 是电路总电阻. 联立①②③④式,并代入题给数据得 m=0.01 kg. [答案]安培力的方向竖直向下,金属棒的质量为 0.01 kg
第25页/共46页
金属棒通过开关与一电动势为 12 V 的电池相连,电路总电 阻为 2 Ω.已知开关断开时两弹簧的伸长量为 0.5 cm;闭合开 关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均
改变了 0.3 cm.重力加速度大小取 10 m/s2.判断开关闭合后金 属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量. [解析]依题意,开关闭合后,电流方向从 b 到 a,由左手定 则可知,金属棒所受的安培力方向竖直向下. 开关断开时,两弹簧各自相对于其原长伸长了Δl1=0.5 cm. 由胡克定律和力的平衡条件得 2kΔl1=mg①
B.N 极竖直向下 D.N 极沿轴线向右
第13页/共46页
[审题突破] 带负电的金属环旋转后相当于环形电流,利用 安培定则结合小磁针受力特点判断. [解析]负电荷匀速转动,会产生与旋转方向反向的环形电 流,由安培定则知,在磁针处磁场的方向沿 OO′轴向左.由 于磁针 N 极指向为磁场方向,可知选项 C 正确.
第19页/共46页
2.判断安培力作用下通电导体运动的常用方法
电流元法
分割为电流元左―手―定→则安培力方向―→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 条形磁铁
小磁针 通电螺线管
多个环形电流
第20页/共46页
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
第14页/共46页
磁场的叠加 (单选)(2016·南昌调研)如图所示,M、N 和 P 是以 MN 为直径的半圆弧上的三点,O 为半圆弧的圆心,∠MOP =60°.在 M、N 处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中 通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时 O 点的磁感 应强度大小为 B1.若将 M 处长直导线移至 P 处,则 O 点的磁 感应强度大小为 B2,那么 B2 与 B1 之比为( B )
就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.
(2)安培力的方向特点:F⊥B,F⊥I,即F垂
B 和 I 可以有任意夹角.
3.(单选)(2014·高考全 国卷Ⅰ)关 于通电直导线在匀强磁场中所受的安B培力,
下列说法正确的是( )
A.安培力的方向可以不垂直于直导线
B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向
C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的
第8页/共46页
三、安培力的大小和方向
1.安培力的大小
BIL
(1)磁场和电流垂直时,F=__________.
(2)磁场和电流平行时:F=0.
2.安培力的方向
(1)用左手定则电流判定:伸开左手拇,指使 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_______所指的方向 第9页/共46页
第23页/共46页
法三:(结论法)环形电流 I1、I2 之间不平行,由于两不平行 的电流的相互作用,则两环必有相对转动,直到两环形电流 同向平行为止,据此可得,从左向右看,线圈 L1 将顺时针转 动.
第24页/共46页
安培力作用下的平衡问题 (2015·高考全国卷Ⅰ)如图,一长为 10 cm 的金属棒 ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的 磁感应强度大小为 0.1 T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端 固定,下端与金属棒绝缘.
无磁极、非匀
特点 强且距导线越 远处磁场越弱
与条形磁铁的磁 场相似,管内为 匀强磁场且磁场 最强,管外为非 匀强磁场
环形电流 的磁场
环形电流的两侧 是N极和S极且 离圆环中心越远 ,磁场越弱
安培 定则
第7页/共46页
2.(多选)(2015·高考全国卷 Ⅱ )指南针是我国 古代四大发明之一.关于指南针,下列说法正确的是( BC ) A.指南针可以仅具有一个磁极 B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场 C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰 D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通 电时指南针不偏转
第2页/共46页
一、磁场、磁感应强度
1.磁场
(1)基磁本力 性质: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N极所受磁场力的方向.
2.磁感应强度 F
IL
(1)物理意义:描述磁场N极强弱和方向.
特斯拉
(2)定义式:B=_______________(通电导线垂 第3页/共46页
相关文档
最新文档