山东省济南市2015年高考物理一轮复习课件第8章 第1讲磁场的描述及磁场对电流的作用

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(2)电流的磁场
通电直导线 安培 定则 立体 图 通电螺线管 环形电流
横截 面图
纵截 面图
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安培力、安培力的方向 (考纲要求 Ⅰ)
匀强磁场中的安培力 (考纲要求 Ⅱ) 1．安培力的大小 当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝________. 这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情 BILsinθ
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反思总结
求解有关磁感应强度问题的关键
(1)磁感应强度―→由磁场本身决定． (2)合磁感应强度―→等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满
足平行四边形定则)
(3)牢记判断电流的磁场的方法―→安培定则，并能熟练应 用，建立磁场的立体分布模型(记住5种常见磁场的立体分布 图 )．
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第1讲 磁场的描述及磁场对电流的作用
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磁场、磁感应强度 (考纲要求 Ⅰ)
1.磁场
(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷 磁场力 的作用． 有__________ (2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向． 2．磁感应强度 强弱 和______. 方向 (1)物理意义：描述磁场的_____ F (2)大小：B＝______( 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)．
a、b、c、d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列
说法中正确的是( )．
图8－1－5
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A．直导线中电流方向垂直纸面向里 B．c 点的实际磁感应强度也为 0 C．d 点实际磁感应强度为 2 T，方向斜向右下方，与 B 的夹 角为 45° D．以上均不正确
答案 AC
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热点二
安培力作用下导体的平衡问题
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 F 、 B 、 I 三者间方向关系：已知 B 、 I 的方向 (B 、 I 不平行 时)，可用左手定则确定F的唯一方向．F⊥B，F⊥I，则F
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
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解析
本题考查磁场的叠加，由于通过三条导线的电流大
小相等，结合右手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
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(
)．
B．2.5×10－5 N D．4×10－2 N
磁场方向是南北方向，电流方向是东西方向，它们
相互垂直，可以利用公式 F ＝ BIL 来计算此安培力的大
4．(单选)两根长直导线a、b平行放置，如图8－1－1所示为
垂直于导线的截面图，图中 O 点为两根导线连线 ab 的中 点，M、N为ab的中垂线上的两点且与a、b等距，两导线 中通有等大、同向的恒定电流，已知直线电流在某点产生 的磁场的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成
F A．根据磁感应强度定义 B＝ ，磁场中某点的磁感应强 IL 度 B 与 F 成正比，与 I 成反比 B．磁感应强度 B 是标量，没有方向 C．磁感应强度 B 是矢量，方向与 F 的方向相反 D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度 B 是确定的，不 同点的磁感应强度 B 可能不同，磁感线密集的地方磁感应 强度 B 大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度 B 小些
垂直于 B和 I 所构成的平面，但已知 F和 B 的方向，不能唯
一确定I的方向．
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(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8－1－6所示．
图8－1－6
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解析
通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，所以用
磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上
显示的大致图象是C.
答案 C
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ห้องสมุดไป่ตู้
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2．如图8－1－5所示，一根通电直导线放在磁感应强度B＝1 T 的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为 r 的圆周上有
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【跟踪短训】
1．(2013·上海卷，13)如图8－1－4所示，足够长的直线ab靠
近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab上各点 的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是
(
)．
图8－1－4
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1 2πR 2L 解析 由 L 为 圆弧，所以 ＝L，即 R＝ ， AC 的有效长 4 4 π 2 2L 2 2BIL 度为 l＝ 2R＝ ，安培力为 FA＝BIl＝ ，方向由左 π π 手定则判断，垂直 AC 的连线指向左下方，因此选项 C 正确
答案 C
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垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中．当在该导线中通以
由C到A，大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的 大小和方向是 ( )．
图8－1－2
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A．BIL，平行于 OC 向左 2 2BIL B. ，平行于 OC 向右 π 2 2BIL C. ，垂直 AC 的连线指向左下方 π D．2 2BIL，垂直 AC 的连线指向左下方
由安培定则、通电直导线周围磁场特点及矢量的合
成知BM垂直MN向下，BN垂直MN向上，且BM＝BN；而O 点的磁感应强度BO＝0， B对，A、 C错；若在 N点放一小 磁针，静止时其北极垂直MN向上． 答案 B
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5． (单选)如图8－ 1－ 2所示，AC是一个用长为L的导线弯成 的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC
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解析
磁感应强度是磁场本身的性质，与放入磁场中的导
体的电流或受力大小 F 无关， A 错误；磁感应强度 B 是矢
量，其方向与 F 总是垂直的，电流方向与 F 也总是垂直
的，B、C错误；在确定的磁场中，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，D正确． 答案 D
反比，则下列说法中正确的是
(
)．
图8－1－1
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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．若在N点放一小磁针，静止时其北极沿NO由N点指向 O点
解析
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判断正误，正确的划“√”，错误的划
“×”． (1) 通电导线在某处所受安培力为零时，此处的磁感应强 度一定为零． ( ) (2) 小磁针在磁场中 N 极的受力方向为该处磁场的方向．
(
流元的情况有关． 流元所受磁场力的方向一致． ( (
)
) )
(3) 磁场中某点磁感应强度的大小，跟放在该点的试探电 (4) 磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电
不是客观存在着的线． (2)磁感线越密，磁场越强． 应强度为零． ( ( ( ) ) )
(3) 通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感
(4)安培力一定不做功．
答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×
(
)
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基础自测
1．(单选)关于磁感应强度 B，下列说法中正确的是 ( )．
况：
(1)磁场和电流垂直时：F＝_____ BIL . (2)磁场和电流平行时：F＝0.
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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
电流的方向 ，这时拇指所指的方向就 入，并使四指指向 ___________
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 说法正确的是( )．
图8－1－3
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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
答案
(1)×
(2)√
(3)×
(4)×
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磁感线
磁场的方向 1．磁感线
通电直导线和通电线圈周围
(考纲要求 Ⅰ)
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．