(立体设计)高考物理一轮复习课件第8章第2讲 磁场对电流的作用 知识研习(人教版)
高考物理一轮复习8.1磁场的描述磁场对电流的作用课件
确的是( )
关闭
通电导线与磁场平行放置时不受磁场力,选项A错误;通电导线与磁场垂直
关闭
放置时,由左手定则知选项D正确,B、C错误。
D
第十五页，共44页。
答案
解析(jiě
解析
答案
xī)
(dá àn)
-16-16
4.如图所示,在a、b、c三处垂直于纸面放置三根长直通电导线,电流大小相
答案:开关闭合后金属棒所受安培力方向竖直向下 金属棒质量为
0.01 kg
第二十五页，共44页。
关闭
项D正确。
ABD
第十三页，共44页。
答案
解析(jiě
解析
答案
xī)
(dá àn)
-14-14
2.(多选)下列说法中正确的是( )
A.电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度为零
B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为
零
C.表征电场中某点电场的强弱,是把一个检验(jiǎnyàn)电荷放在该点
由安培定则可知,各电流在 O 点的磁场的磁感应强度垂直于各点和 O 的
连线,如图所示,由几何关系得 Ba 与 Bb 的夹角为 120°,根据平行四边形
定则,a、b 在 O 点的磁感应强度的矢量和为 B,方向水平向右,因此 O 点
的磁感应强度大小为 2B,方向平行于 ab 连线向右,选项 C 正确。
A.0
第五页，共44页。
-6-
二、磁感线 几种常见的磁场
1.磁感线
在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点(yī diǎn)的切线 方向都跟这点的
磁感应强度的方向一致。
高考物理一轮复习讲义 8.1 磁场及磁场对电流的作用 新人教版
选修3－1 第八章 磁 场第1讲 磁场及磁场对电流的作用对应学生用书P1321.磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用． (2)方向：小磁针的N 极所受磁场力的方向．2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向． (2)大小：B ＝F IL(通电导线垂直于磁场)．(3)方向：小磁针静止时N 极的指向． (4)单位：特斯拉(T)． 3．匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场． (2)特点1．磁感线(1)磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线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2．几种电流的磁场分布匀强磁场中的安培力 Ⅱ(考纲要求) 1．安培力的大小(1)磁场和电流垂直时：F ＝BIL . (2)磁场和电流平行时：F ＝0. 2．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，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向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 垂直于B 和I 决定的平面．1．(2011·长春高三检测)关于电场线和磁感线的说法正确的是( )．A．电场线和磁感线都是利用疏密表示场的强弱的B．电场线是客观存在的，而磁感线是不存在的C．静电场的电场线是闭合的，而磁感线是不闭合的曲线D．电场线和磁感线都可能相交答案 A2．关于磁感应强度，下列说法正确的是( )．A．一小段通电导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零B．通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零C．放置在磁场中1 m长的通电导线，通过1 A的电流，受到的磁场力为1 N，则该处的磁感应强度就是1 TD．磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同解析根据磁感应强度的定义，A选项对．通电导线(电流I)与磁场方向平行时，磁场力为零，磁感应强度不为零，B选项错．只有通电导线(电流I)与磁场方向垂直时，该处磁感应强度大小才为1 T，C选项错．B与F方向一定垂直，D选项错．答案 A图8－1－13．如图8－1－1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，导线与螺线管垂直．A中的“×”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里．电键S闭合前后，绝缘线对导线A的作用力大小的变化情况是( )．A．增大 B．不变C．减小 D．不能确定解析通电后螺线管在A处的磁场方向水平向右，A受到的安培力向下，则可知绝缘线对导线A的作用力增大．答案 A4．在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20 cm，通电电流I＝0.5 A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0 N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处磁感应强度为( )．A．零B．10 T，方向竖直向上C．0.1 T，方向竖直向上D．10 T，方向肯定不是竖直向上解析由公式B＝FIL可知，把数值代入可以得到B＝10 T，公式中L是与B垂直的，所以P处磁感应强度的方向肯定不是竖直向上的．答案 D图8－1－25．通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图8－1－2所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是( )．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相等C．线框所受的安培力的合力方向向左D．线框所受的安培力的合力为零解析由安培定则可知导线MN在线框处所产生的磁场方向垂直于纸面向外，再由左手定则判断出bc边和ad边所受安培力大小相等，方向相反．ab边受到向右的安培力F ab，cd边受到向左的安培力F cd.因ab处的磁场强，cd处的磁场弱，故F ab>Fcd，线框所受合力不为零．答案 B对应学生用书P133考点一对磁感应强度的理解(1)磁感应强度由磁场本身决定，就像电场强度由电场本身决定一样，跟该位置放不放通电导线、电流的大小无关．(2)不能根据公式B＝FIL就说B与F成正比，与IL成反比．(3)磁感应强度B的定义式也是其度量式．(4)磁感应强度是矢量，其方向是放入其中的小磁针静止时N极的指向，空间中磁场叠加，在某一点的磁场方向即该点的磁感应强度的方向只有一个，即合磁场方向，应用平行四边形定则来求该点的磁感应强度．【典例1】关于磁感应强度B，下列说法中正确的是( )．A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大解析磁感应强度是磁场本身属性，在磁场中某处的磁感应强度为一恒量，其大小可由B＝FIL计算，与试探电流元的F、I、L的情况无关，A错．磁感应强度的方向规定为小磁针N极受磁场力的方向，与放在该处电流元受力方向垂直，B错．当试探电流元的方向与磁场方向平行时，虽电流元受磁场力为零，但磁感应强度却不为零，C错．磁感线的疏密是根据磁场的强弱画出的．磁感线越密集的地方，磁感应强度越大，磁感线越稀疏的地方，磁感应强度越小，故D正确．答案 D图8－1－3【变式1】有两根长直导线a、b互相平行放置，如图8－1－3所示为垂直于导线的截面图．在图示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是( )．A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D．在线段MN上只有两点的磁感应强度为零解析两根导线分别在M点和N点产生的磁感应强度大小相等，方向相反，所以M点、N 点的磁感应强度大小相等，方向相反，选项B正确；线段MN中点O的磁感应强度为零，选项D错误．答案 B考点二安培力的分析与计算1．安培力公式写为F＝ILB，适用条件为磁场与电流方向垂直．图8－1－42．式中L是有效长度．弯曲导线的有效长度L，等于两端点所连直线的长度(如图8－1－4所示)；相应的电流方向，沿L由始端流向末端，因为任意形状的闭合线圈，其有效长度L＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零．【典例2】(2009·全国卷Ⅰ，17)图8－1－5如图8－1－5所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )．A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB解析ab、bc、cd所受安培力的大小均为F＝BIL，bc边所受安培力的方向垂直于bc向上，ab、cd边所受安培力的方向如图所示，由几何关系可知ab与cd边所受安培力方向之间的夹角为90°，合力大小F′＝2BIL，方向垂直于bc边向上，且与bc边所受安培力在一条直线上，因此abcd所受磁场的作用力的合力为F合＝F＋F′＝(2＋1)ILB，方向沿纸面垂直bc向上．答案 A【变式2】(2012·黄冈质检)如图8－1－6所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd 边均与ad边成60°角，ab＝bc＝cd＝L，长度为L的电阻丝电阻为r，框架与一电动势为E，内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为( )．图8－1－6A ．0 B.5BEL 11r C.10BEL 11r D.BELr解析 总电阻R ＝3r ·2r 3r ＋2r ＋r ＝115r ，总电流I ＝E R ＝5E11r梯形框架受到的安培力等效为I 通过ad 边时受到的安培力，故F ＝BI ·ad ＝BI ×2L ＝10BEL11r，所以C 选项正确． 答案 C考点三 安培力作用下导体运动情况的判定(小专题)环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流如图8－1－7所示，图8－1－7把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动．当导线通过电流I 时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是( )．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 解析 第一步：电流元受力分析法把直线电流等效为OA 、OB 两段电流元，蹄形磁铁磁感线分布以及两段电流元受安培力方向相反，如图a 所示．可见从上往下看时，导线将逆时针方向转动．第二步：特殊位置分析法取导线逆时针转过90°的特殊位置来分析，如图b所示．根据左手定则判断安培力方向向下，故导线在逆时针转动的同时向下运动．答案 C【变式3】(2012·江苏徐州模拟)图8－1－8如图8－1－8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线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是( )．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法一电流元法．首先将圆形线圈分成很多小段，每一段可看作一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如右图所示．根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动．只有选项A正确．法二等效法．将环形电流等效成小磁针，如右图所示，据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，也可判断出线圈向左运动，选A.答案 A【典例4】如图8－1－9所示，图8－1－9条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用F表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较( )．A．F减小，f＝0 B．F减小，f≠0C．F增大，f＝0 D．F增大，f≠0解析(转换研究对象法)如图所示，画出一条通电电流为I的导线所在处的磁铁的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知，电流I受安培力方向竖直向上．根据牛顿第三定律可知，电流对磁铁的反作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用，故正确选项为C.答案 C【变式4】一条形磁铁放在水平桌面上，图8－1－10它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒，图8－1－10中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是( )．A．磁铁对桌面的压力不变B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁受到向右的摩擦力D．磁铁受到向左的摩擦力解析如图所示，对导体棒，通电后，由左手定则判断出导体棒受到斜向左下的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上，所以在通电的一瞬间，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此D正确．答案 B【变式5】如图8－1－11所示，图8－1－11条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力N2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是( )．A．N1<N2，弹簧的伸长量减小B．N1＝N2，弹簧的伸长量减小C．N1>N2，弹簧的伸长量增大D．N1>N2，弹簧的伸长量减小解析在题图中，由于条形磁铁的磁感线是从N极出发到S极，所以可画出磁铁在导线A 处的一条磁感线，其方向是斜向左下方的，导线A中的电流垂直纸面向外，由左手定则可判断导线A必受斜向右下方的安培力，由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对斜面的压力减小，即N1>N2，同时，由于导线A比较靠近N极，安培力的方向与斜面的夹角小于90°，所以对磁铁的作用力有沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大，所以正确选项为C.答案 C对应学生用书P1355.转换思维法(1)选定研究对象；画出平面受力分析图，其中安培力的方向切忌跟着感觉走，来判断，注意F安⊥B、F安列方程：根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程式进行求解．图8－1－12如图8－1－12所示，质量为′，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿教你审题―→关键：导线处于平衡状态―→通电直导线三维转,化为二维―→请同学们自己完成！解析 若B 沿z 轴正方向，导线无法平衡，①错误；若B 沿y 轴正方向，由左手定则，受力如图①：mg ＝BIl ，所以②正确；若B 沿z 轴负方向，受力如图②，F T sin θ＝BIl ；F T cos θ＝mg ，所以B ＝mgILtan θ，③正确；若B 沿悬线向上，受力如图③，导线无法平衡，④错误．答案 D对应学生用书P136一、对磁场和磁感应强度的考查(中频考查)1．(2011·课标全国卷，14)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I 引起的．在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是( )．解析 地磁场的N 极在地球南极附近，地磁场的S 极在地球北极附近，根据安培定则，可判定电流方向为顺时针方向(站在地球的北极向下看)，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．答案 B图8－1－132．(2011·大纲全国卷，15)如图8－1－13所示，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1>I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c 与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是( )．A．a点 B．b点 C．c点 D．d点解析由于I1>I2，且离导线越远产生的磁场越弱，在a点I1产生的磁场比I2产生的磁场要强，A错，同理C对．I1与I2在b点产生的磁场方向相同，合成后不可能为零，B错．d点两电流产生的磁场B1、B2不共线，合磁场不可能为0，D错．答案 C二、安培力和安培力的应用(高频考查)3．(2009·海南)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，描述导线状态的四个图示中正确的是( )．解析用左手定则可判断出A中导线所受安培力为零，B中导线所受安培力垂直纸面向里，C、D中所受安培力向右，故导线受力以后的弯曲方向应与受力方向一致，D正确．答案 D4．(2009·重庆理综)在如图8－1－14所示电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小为f a、f b，判断这两段导线( )．图8－1－14A．相互吸引，f a>f b B．相互排斥，f a>f bC．相互吸引，f a<f b D．相互排斥，f a<f b解析不管电流方向如何，MM′和NN′两段导线中的电流方向总是相反的，则两段导线始终产生排斥力．又安培力的大小和电流成正比，单刀双掷开关接b时的电压高，则电流大，两导线间的安培力也大．答案 D图8－1－155．(2010·上海单科，13)如图8－1－15所示，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为( )．A．0 B．0.5BIl C．BIl D．2BIl解析V形导线通入电流I时每条边受到的安培力大小均为BIl，方向分别垂直于导线斜向上，再由平行四边形定则可得其合力F＝BIl，答案为C.答案 C图8－1－166．(2011·课标全国卷，18)电磁轨道炮工作原理如图8－1－16所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I 从一条轨道流入，通过导电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轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I 成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是( )．①只将轨道长度L 变为原来的2倍 ②只将电流I 增加至原来的2倍 ③只将弹体质量减至原来的一半 ④将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L 变为原来的2倍，其他量不变A ．①②B ．③④C ．②④D ．①③解析 通电的弹体在安培力作用下加速运动，F 安＝BId ，B ＝kI ，故F 安∝I 2，根据动能定理F 安L ＝12mv 2得v ∝I L m，故选项②④正确，选项①③错误．或根据运动学公式v 2＝2aL ，也可得出v ∝IL m. 答案 C。
高考物理一轮复习3：8-1 磁场的描述 磁场对电流的作用精品课件
4．(单选)(2015年湛江模拟)一段通电导线平行于磁场方向放入 匀强磁场中，导线上的电流方向由左向右，如图所示．在导线 以其中心点为轴转动90°的过程中，导线受到的安培力( ) A．大小不变，方向不变 B．由零增大到最大，方向时刻改变 C．由最大减小到零，方向不变 D．由零增大到最大，方向不变 【答案】D
3．安培力的方向
(1)用左手定则判定：伸开左手，使大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 指指向_电___流__方__向____，这时大拇指所指的方向就是通电导线在 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垂直于___B_与__I__决 定的平面．
3．磁场的方向
规定：小磁针在磁场中静止时___N___极所指的方向就是该点的 磁场方向或者说是小磁针在磁场中___N___极的受力方向． 4．磁感应强度 (1)物理意义：描述磁场的__强__弱__和__方__向____．
F (2)大小：B＝____I_L___(通电导线垂直于磁场)．
(3)方向：小磁针静止时___北__极___的指向． (4)单位：__特__斯__拉__，简称___特_____，符号：____T____.
极指北偏东 θ 角后静止，由此可以确定线圈中电流方向(由东向
西看)与线圈中央的合磁感应强度分别为( )
A．顺时针；coBs θ
B．顺时针；siBn θ
C．逆时针；coBs θ
D．逆时针；siBn θ
【答案】C
【解析】由于合磁场的方向北偏东 θ 角，地磁场的水平分量为 B 向北，根据平行四边形定则，线圈中央的合磁感应强度大小 为coBs θ，通电线圈中央一点的磁场水平向东，结合安培定则， 可判断线圈中电流方向(由东向西看)为逆时针方向，C 正确．
高三物理一轮复习 第8章 第2节 磁场对电流的的作用精品课件 新人教版
第二十六页，共30页。
图8211
【解析】(1)若磁场方向竖直向上，从 a 向 b 观察， 导线受力情况如图(a)所示．
由平衡条件得：在水平方向上 F－FNsinθ＝0 在竖直方向上 mg－FNcosθ＝0 其中 F＝BIL，联立可解得：B＝mgtIaLnθ.
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【解析】 (2)若要求磁感应强度最小，则一方面应使 磁场方向与通电导线垂直，同时另一方面调整磁场方向 使与重力、支持力合力相平衡时安培力最小．
第八页，共30页。
答案：A 点评：应用左手定则判断安培力的方向，一定要明确磁 感线的立体分布情况，要有空间想象力．特别是对于 (duìyú)动态过程，一定要明确导线处于不同位置时磁场 的方向和电流的方向，这样才能正确判断出安培力的方 向．
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题型一：安培力作用(zuòyòng)下物体的平衡问题
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(1)金属棒所受到的安培力； (2)通过金属棒的电流； (3)滑动(huádòng)变阻器R接入到电路中的阻值．
图826
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【解析】金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示．
1 F安 mgsin30 F安 0.1N 2由F安 BIL
解得I F 0.5A BL
第2节 磁场(cíchǎng)对电
流的作用
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第二页，共30页。
考点(kǎo diǎn)1：安培力大小的计算 【例1】如图823，一段导线abcd位于磁感应强度大小 为 B 的 匀 强 磁 场 (cíchǎng) 中 ， 且 与 磁 场 (cíchǎng) 方 向 (垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L， 且∠abc=∠bcd=135°，流经导线的电流为I，方向如 图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场(cíchǎng)的 作用力的合力( )
高考物理一轮复习 8.1磁场及磁场对电流的作用课件
复习目标定位
1.磁场、磁感应强度、磁感线(Ⅰ) 2．通电直导线和通电线圈周围磁场的方向(Ⅰ) 3．安培力、安培力的方向(Ⅰ) 4．匀强磁场中的安培力(Ⅱ) 5．洛伦兹力、洛伦兹力的方向(Ⅰ) 6．洛伦兹力的公式(Ⅱ) 7．带电粒子在匀强磁场中的运动(Ⅱ) 8．质谱仪和回旋加速器(Ⅰ)
解读：知道什么是磁场以及对磁场的两种描述方法，磁感应 强度和磁感线；会应用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围 磁场的方向；掌握安培力的计算公式，会判断安培力方向；正确 掌握公式F＝BIL的使用条件，并能用来解决通电直导线在匀强 磁场中的动力学问题；知道什么是洛伦兹力，会判断正负粒子在 磁场中的受力方向，掌握洛伦兹力的表达式，会用来进行计算； 掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律；理解质谱仪 和回旋加速器的结构和工作原理．
1．安培力的方向 (1)左手定则：伸开左手，让拇指与其余四指 垂直 ，并且都 与手掌在同一个平面内．让磁感线垂直掌心进入，并使四指指向 __电__流___方向，这时 拇指 所指的方向就是通电导线在磁场中所 受安培力的方向． (2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相 吸引 ， 异向电流互相 排斥 ．
本章的考查热点主要集中在： 1．安培力的应用和带电粒子在磁场中的运动； 2．带电粒子在复合场中的运动．对磁场性质和安培 力的考查一般以选择题的形式出现．结合牛顿定律、运动 学公式以及能量的问题．往往以非选择题的形式出现．带 电粒子在磁场和电场，磁场和重力场以及磁场、电场、重 力场三场组成的复合场问题也是考查重点．带电粒子在复 合场中的运动，常考查质谱仪、速度选择器、回旋加速器、 电磁流量计、磁流体发电机等．带电粒子在组合场中的运 动也是高考命题的重点，试题一般分值较高，难度大．
第一讲 磁场及磁场对电 流的作用
高考物理一轮复习课件磁场及磁场对电流的作用
自感和互感现象分析
自感现象
当一个线圈中的电流发生变化时，它所产生 的磁通量也会发生变化，从而在线圈中产生 感应电动势的现象。自感现象中，感应电动 势的大小与线圈的自感系数及电流的变化率 有关。
03
带电粒子在匀强磁场中运动规律探究
匀速圆周运动条件分析
洛伦兹力提供向心力
带电粒子在匀强磁场中受到洛伦兹力的作用，当洛伦兹力恰好提供粒子做匀速圆周运动所需的向心力时，粒子将 做匀速圆周运动。
速度方向与磁场方向垂直
当带电粒子的速度方向与磁场方向垂直时，粒子将在匀强磁场中做匀速圆周运动。
半径和周期计算方法总结
高考物理一轮复习课 件磁场及磁场对电流 的作用
汇报人：XX 20XX-01-18
目录
• 磁场基本概念与性质 • 洛伦兹力与安培力分析 • 带电粒子在匀强磁场中运动规律探究 • 电磁感应现象及其规律揭示 • 交变电流产生、描述和应用举例 • 总结回顾与高考真题模拟训练
01
磁场基本概念与性质
磁场定义及来源
变压器工作原理和电压比、电流比计算方法
变压器工作原理
变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置。 主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。在 电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗 ，安全隔离等。
电压比和电流比计算方法
电压比等于匝数比，即输入电压与输出电压之比等于 输入线圈匝数与输出线圈匝数之比。电流比与匝数比 成反比，即输入电流与输出电流之比等于输出线圈匝 数与输入线圈匝数之比。
（模拟）如图所示，两条平行金属导轨固定在水平面上，间距为L，左端接有阻值为R的电阻，右端接有小灯泡，质量为m的 金属棒MN垂直放在导轨上，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。现给金属棒一个水平向右的初速度v₀，经过一段时间金属 棒停止运动。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，除电阻R外其余电阻不计，重力加速度为g。求
高考物理一轮复习 第8章 磁场 基础课时22 磁场的描述及磁场对电流的作用课件
A.B1＝B2<B3 B.B1＝B2＝B3 C.a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 D.a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 解析 由于通过三条导线的电流大小相等，结合右手螺旋定则可 判断出三条导线在a、b处产生的合磁感应强度垂直纸面向外，在c 处垂直纸面向里，且B1＝B2<B3，故选项A、C正确。 答案 AC
2.几种常见的磁场 (1)常见磁体的磁场
(2)电流的磁场 通电直导线
通电螺线管
环形电流
安培定则
知识点三、安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力 1.安培力的大小
(1)磁场和电流垂直时：F＝__B__IL_。 (2)磁场和电流平行时：F＝_0_。 2.安培力的方向 左手定则判断： (1)伸出左手，让拇指与其余四指__垂__直_， 并且都在同一个平面内。 (2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向 _电__流__方向。 (3)_拇__指__所指的方向就是通电导线在磁场 中所受安培力的方向。
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考点内容 磁场 磁感应强度 磁感线 磁通量 通电直导线和通电线圈周围磁场回旋加速器的工作原理
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ
Ⅰ
说明
高考命题实况 2014江苏卷 2015江苏卷
命题热点
计算限于直导线跟匀 强磁场平行或垂直两 种情况
计算限于带电粒子速 度与磁感应强度平行 或垂直的情况
解析 磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是磁场本身 性质的反映，其大小由磁场以及在磁场中的位置决定，与 F、I、 L 都没有关系，B＝IFL只是磁感应强度的定义式，同一通电导体受 到的磁场力的大小由所在处的磁感应强度和放置的方式共同决定， 所以 A、B、C 错误；磁感应强度的方向就是该处小磁针 N 极所 受磁场力的方向，不是通电导线的受力方向，所以 D 正确。 答案 D
高考物理一轮复习课件磁场及其对电流的作用
自感和互感现象解释
自感现象
当一个线圈中的电流发生变化时，它所 产生的磁通量也会发生变化，这个变化 的磁通量又会在该线圈中产生感应电动 势，这种现象称为自感现象。
VS
互感现象
当两个线圈相互靠近时，一个线圈中的电 流变化会在另一个线圈中产生感应电动势 ，这种现象称为互感现象。互感现象是电 磁感应的一种重要形式，广泛应用于变压 器、电动机等电气设备中。
三相交流电的应用
三相交流电被广泛应用于工业、农业 、交通、通讯等各个领域。例如，在 工业生产中，三相电动机被大量使用 ，因为它具有结构简单、运行可靠、 维护方便等优点。
06 高考真题解析与 备考策略
历年高考真题回顾与解析
真题来源与命题趋势
分析历年高考物理试卷中磁场及其对电流作用部分的真题，总结 命题规律和趋势。
03
电动机的应用
电动机广泛应用于各种机械设备中，如电动车、电风扇、洗衣机等，实
现了电能到机械能的转换。
04 电磁感应现象与 规律
法拉第电磁感应定律内容
法拉第电磁感应定律
当穿过回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电 动势，感应电动势的大小与穿过回路的磁通量对时间的变 化率成正比。
磁通量的概念
高考物理一轮复习课件磁场 及其对电流的作用
汇报人：XX 20XX-01-18
目录
• 磁场基本概念与性质 • 电流在磁场中受力分析 • 磁场对载流导线作用 • 电磁感应现象与规律 • 交变电流产生和描述方法 • 高考真题解析与备考策略
01 磁场基本概念与 性质
磁场定义及来源
磁场定义
磁场是存在于磁体周围的一种特 殊物质，它对放入其中的磁体或 电流产生力的作用。
实际应用举例：电动机原理
高考物理一轮复习：8-1《磁场的描述、磁场对电流的作用》ppt课件
的分析方法，能够分析解决质谱 Ⅱ 仪、回旋加速器等科技方面的实
际应用问题． 在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日益融入社会生活的许多方面，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密切联系在一起的，
基础自测
教材梳理
1．(对磁感应强度的理解)下磁列感关应于强磁度感是应描强述度磁的场说强法弱正和确方向的物
的是( D )
理量，是磁场本身性质的反映，其大小由
A．一小段通电导体放在磁磁场场A以处及，在受磁到场的中磁的场位力置比决B处定的，与 F、I、
B大．，由说B明＝AIF处L可的知磁，感某应处强的度磁L比感都B应没处内强有的容度关磁的系感大，应小B强＝与度I放F大L只入是该磁处感的应强度的 通电导线所受安培力 F 成正定比义，式与，同导一线通的电长导度体L受成到反的比安培力的大 C．一小段通电导体在磁场小中由某所处在不处受B安和培放力置作的用方，式则共该同来决定， 处磁感应强度一定为零 A、B、C 错误；磁感应强度的方向就是
高基三础自物测理一轮复习
教材梳理
第八章 磁 场基础自测
教材梳理
考纲展示
要求
复习定位
1.磁场、磁感应强度、磁 感线
Ⅰ 1.本章是高考的热点，磁场叠加及 磁场力或简单的磁偏转问题多以
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
选择题的形式考查．计算题则是 Ⅰ 几乎每年必考，多以压轴题形式
基础自测 教材梳理 考点突破 题型透析 学科培优 素能提升 课时训练 规范解答 首页 上页 下页 尾页 并通过掷硬币和掷骰子的试验，引入古典概型，通过转盘游戏引入几何概型。分别介绍了用计算器和计算机中的Excel软件产生（取整数值的）随机数的方法，以及利用随机模拟的方法估计随机事件的概率、估计圆周率的值、近似计算不规则图形的面积等。教科书首先通过具体实例给出了随机事件的定义，通过抛掷硬币的试验，观察正面朝上的次数和
高考物理一轮复习：8-1《磁场的描述、磁场对电流的作用》ppt课件
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(2)磁感线的特点 ①磁切感线线上某点的_____方向就是该点的磁场方向． ②磁感线的疏密强程弱度表示磁场_____． 闭合③磁感线是_____曲线，没有起点和终点．在磁体外部，从N极指 向S极，在磁体内部，从S极指向N极． ④磁感线是假相想交的曲线中，断不_____、不_____、不相切．
3．(对安培力的理解)(2014·高考新课标 Ⅰ卷)关于通电直导线在匀强磁场中所 受的安培力，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 方向的夹角无关 D．将直导线从中点折成直角，安培力 的大小一定变为原来的一半
考点二 安培力作用下导体的平衡与加速
考点阐释
2．安培力作用下导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相 同，只不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析图． 3．安培力作用下导体的加速问题与动力学问题分析方法相同，关 键是做好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度．
考点二 安培力作用下导体的平衡与加速
且导线保持静止时悬线与竖直方向夹角为θ.磁感应
强度方向和大小可能为( )
BC
A．z 正向，mILgtan θ B．y 正向，mILg C．z 负向，mILgtan θ D．沿悬线向上，mILg sin θ
答案 解析 图片显/隐
考点二 安培力作用下导体的平衡与加速
题组设计
若 B 沿 y 正向，导线受到的安培力竖直向上，如图乙所示．当
F (2)I定L 义式：B＝ _____(通电导线垂直于磁场)．
(3)方向：N极小磁针静止时____的指向． 特斯拉(4)单位： _______，符号T.
高考物理一轮复习 82磁场对电流的作用课件
2．工作原理 (1)磁场特点：
①方向：沿⑨________均匀辐射地分布． ②大小：在距轴线等距离处的磁感应强度大小⑩______. (2)安培力的特点： ①方向：安培力的方向与线圈平面⑪________. ②大小：安培力的大小与通过的电流成⑫________.
第八页，共27页。
磁场对电流的作用
第一页，共27页。
第二页，共27页。
一、磁场对电流的作用 1．安培力方向的判断——左手定则 内容：伸开左手，使拇指跟其余四个手指①________，并 且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过②________， 并使③________指向电流的方向，这时④________所指的方向 就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．
第十八页，共27页。
【解析】 本题考查的知识点是右手 定则、磁感应强度的叠加、左手定则．如 图所示，因a、b处的导线中的电流方向垂 直纸面向里，根据右手定则可以判断a处导 线中的电流在c处产生的磁场方向为与ac边 垂直且指向左下方；b处导线中的电流在c处产生的磁场方向与 bc边垂直且指向右下方．根据左手定则，a电流对c的安培力 Fac沿ca方向，而b电流对c的安培力Fbc沿cb方向，又Fac与Fbc大 小相等，故二力的合力F安与ab垂直，指向左边，选项C正确．
跟踪训练1 在等边三角形的三个顶点a、b、c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．过c点的导线所受安培力的方向 ( )
A．与ab边平行，竖直向上 B．与ab边平行，竖直向下 C．与ab边垂直，指向左边 D．与ab边垂直，指向右边
第十七页，共27页。
诱思启导 (1)a、b两个电流在c处产生的磁场Ba、Bb各沿什么方向？ Ba、Bb对c电流的安培力Fac和Fbc各沿什么方向？ (2)Fac与Fbc的合力沿什么方向？
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• 【技巧提示】 有关安培力的综合问题一 般有两类：平衡问题和加速运动问题． • (1) 平衡问题：解决该类问题首先进行受力 分析，作出受力示意图，然后依据物体的 平衡条件求解． • (2) 加速运动问题：解决该类问题也要先进 行受力分析，画受力分析图，然后进行运 动情况的分析，根据牛顿第二定律求解．
• (即时巩固解析为教师用书独有) • 考点一 判定安培力作用下通电导体运动 方向的几种常用方法 • 要判定通电导体在安培力作用下的运动方 向，首先必须清楚导体所在位置的磁场分 布情况，然后才能结合左手定则准确判定 导体的受力情况，进而确定导体的运动方 向．现对几种常用的方法列表比较如下：
电流元 法
• 【解析】 匀强磁场竖直向上和导线平行， 导线受到安培力为 0 ， A 错；匀强磁场水平 向右，根据左手定则可知导线受到安培力 向里，B错；匀强磁场垂直纸面向外，由左 手定则可知导线受到安培力水平向右，C错， D对． • 【答案】 D
• 【即时巩固1】 如图所示，在蹄形磁铁的 上方放置一个可以自由运动的通电线圈 abcd.最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖 直面内，则通电线圈的运动情况是( ) • A．ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向 下运动 • B．ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向 上运动 • C．ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向 下运动
• 当线圈由图示位置到转过 90°的过程中， 根据左手定则， da 边受到的安培力向下， bc 边受到的安培力向上，由于 da 处磁场较 强， da 边受到向下的安培力大于 bc 边受到 的向上的安培力，合力向下．综合以上分 析，选项C正确． • 【答案】 C
• 考点二 安培力 • 问题：由于安培力的方向总是垂直于电流 方向和磁场方向决定的平面，即F一定垂直 于B和I，但B和I不一定互相垂直．因此，有 关安培力的问题往往涉及三维空间的问 题． • 方法：解题时要善于从合适的方位把立体 图改画为平面图，然后通过对通电导体进 行受力和运动情况分析变难为易，迅速解 题．
• 1．安培力的方向 • (1) 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四 个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内， 电流 使磁感线从掌心进入，并使四指指向 安培力 的方向，这时拇指所指的方向就是通电 导线在磁场中所受 的方向． 磁场方向 •电流方向 (2) 安培力的特点： F⊥B ， F⊥I ，即 F 垂直 于 和 所决定的平面． • 【技巧提示】 B和I可以有任意夹角．
• 2 ．安培力的大小 BIL • (1)当导线与匀强磁场方向 时，安培 平行 力最大，为 F＝ . 0 • (2)当导线与匀强磁场方向 时 0培 BIL， 安 力最小，为F＝ . • (3) 当导线与磁场方向斜交时，安培力介于 和 之间．
垂直
• 3．磁电式电流表 • (1) 基本组成部分：磁铁和放在磁铁两极之 半径 间的 ． 相等 • (2)工作原理 • 如图所示，磁场的方向总沿着 均匀辐射 地分布，在距轴线等距离处的磁感应强度 的大小总是的，保证B 的大小不发生变化， 且安培力的方向与线圈垂直．
• 【解析】 先画出蹄形磁铁磁极附近的磁 感线，如图所示(这是先决条件)． • ab 边处在水平方向的磁场分量，根据左手 定则， ab 边受的安培力指向纸里； cd 边也 处于水平方向的磁场分量， cd 边受的安培 力 指 向 纸 外 ． bc 边 和 da 边 所 受 的 合 力 为 零 ． 整 个 线 圈 发 生 ab 向 里 、 cd 向 外 的 转 动．
线圈Biblioteka •越大 当电流通过线圈时，导线受到安培力的作 越大 用，线圈转动，螺旋弹簧变形，反抗线圈 均匀 的转动，电流越大，安培力就 ，螺旋弹 簧的形变也就 ． I 与指针偏角 θ 成正 灵敏度高 比，表盘刻度 ( 填 “ 均 匀很弱 ”或“不均 匀” ) ．所以，从线圈偏转的角度就能判断 通过电流的大小． • (3)优、缺点：优点是 ，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 ．
把整段导线分为多段直电流元，先用 左手定则判断每段电流元的受力方向， 然后判断整段导线所受合力的方向， 从而确定导线的运动方向
环形电流可等效成小磁针，通电螺线 管可以等效成条形磁铁或多个环形电 流，反过来也成立 通过转动通电导线到某个便于分析的 特殊位置，判断其所受安培力的方向， 从而确定其运动方向 两平行直线电流在相互作用过程中， 无转动趋势，同向电流互相吸引，反 向电流互相排斥；两不平行的直线电
等效法 特殊位 置法
结论法
• 【技巧提示】 (1) 安培力的方向与磁感应 强度方向垂直，而不是相同或相反．这跟 电场力与电场强度方向之间的关系是不同 的． • (2) 在应用左手定则时，磁感线不一定垂直 穿过手心，但四指一定指向电流方向，拇 指一定要垂直于磁场方向和电流方向确定 的平面．
• 【案例1】 (2009·海南高考)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，描述导线状态的四个图示中正确的 是( )
• 【案例 2】 水平面上有电阻不计的 U 形导 轨 NMPQ ，它们之间的宽度为 L ， M 和 P 之 间接入电动势为 E 的电源 ( 不计内阻 ) ．现垂 直于导轨放一根质量为m，电阻为R的金属 棒 ab ，并加一个范围较大的匀强磁场，磁 感应强度大小为 B ，方向与水平面夹角为 θ 且指向右斜上方，如图所示，问： • (1) 当 ab 棒静止时，受到的支持力和摩擦力 各为多少？ • (2) 若 B 的大小和方向均能改变，则要使 ab
• 【解析】 (1)从b向a看视图如图所示． • 水平方向：Ff＝ E F安sinθ.① 又 F ＝BIL＝BRL.③ • 竖直方向：FN＋F安cosθ＝mg.②
安
BLEcosθ BLEsinθ 联立①②③得：FN＝mg－ ，Ff＝ . R R