最新-2018届高三物理一轮复习 3-1-8-1：磁场及磁场对电流的作用课件 精品

由牛顿第三定律可知磁铁受到的磁场力斜向左上方，
电流对磁铁的磁场力的竖直分量使条形磁铁对台秤压
力减小，故知：F1>F2，电流对磁铁的磁场力的水平 分量使磁铁左移，故弹簧长度将变短，B、C正确．
答案：BC
【例3】 如图8－1－13所示，两平行金属导轨间的距 离L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝ 0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属 导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的 直流电源．
2．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
解析：磁感应强度是磁场本身属性，在磁场中某处
为一恒量，其大小可由B＝
计算，与试探电流元的F、I、L的情况无关，A
不 同 点
相交
不能相交(电场中无电荷空间不 起始于正电荷，终止于
相交)S，内部S→S，内部S→N
负电荷
没有画出磁感线或电场线的地方并不表示那里没有磁场或电场存在．
1．有a、b、c、d四个小磁针，分别放置在通电螺线管的附近和 内部，如图8－1－5所示．其中小磁针的指向正确的是( )
A．a B．b C．c D．D 解析：由右手螺旋定则，可知螺线管内部的磁场方向向左，
解析：先根据安培定则确定每根通电导线在O点所产
生的磁感应强度的方向，再根据矢量合成法则求出结
果．根据安培定则，I1与I3在O点处产生的磁感应强度
B1、B3方向相同，I2在O点处产生的磁感应强度方向与
B答1案、：BBD3方向垂直，如图所示，故O点处实际磁感应强度
大小为
，A项错误，B项正
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．
解感析应：磁强铁度和大铁芯小间也是均不匀同的辐向磁场，通电线圈不论在哪个位置，其平面都与 磁感线B平．行，不并管且所通在电位置线的圈磁感转应到强度什大么小都位相置等，，因它此，所B、在D正位确置．的
答案：BD
磁感应强度大小都相等
【例1】 三根平行的长直通电导线，分别通
过一个等腰直角三角形的三个顶点且与三角形所
(1)安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导 线或转化为导线的动能或其他形式的能．
(2)安培力做负功：是将其他形式的能转化为电能， 或储存或再转化为其他形式的能．
4．(2009·海南单科，2)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：解法一：电流元法 首先将圆形线圈分成很多小段，每小段可看作一
直线电流，取其中上、下两小段分析，其截面图和受 安培力情况如图甲所示．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．
解法二：等效法 将环形电流等效成一条形磁铁，如图乙所示，据异名磁极相吸引知，线圈将向左 运动．同时，也可将左侧条形磁铁等效成一环形电流，根据结论“同向电流相吸 引，异向电流相排斥”，又可得到相同的答案． 答案：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
1．安培力的方向
磁场方向(1)安电培流方力向：通电导线在磁场中受的力．实验表明
安培力的方向与
、
解答：(1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合
电路，根据闭合电路欧姆定律有：I＝
＝1.5 A.
(2)导体棒受到的安培力：F安＝BIL＝0.30 N. (3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力
F1＝mgsin 37°＝0.24 N
根据共点力平衡条件 mgsin 37°＋Ff＝F安， 解得：Ff＝0.06 N.
垂直
电流的方向
拇指
都有关系．
(2)左手定则：伸开左手，让拇指与其余四指 ，
并且都与手掌在同一个平面
2．安培力的大小
垂直
(1)当磁场与电流
BIL.
时，安培力最大为Fmax＝
(2)当磁场与电流平行时，即磁场方向与电流方向 相同或相反时，安培
力为零．
牢记安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直又跟 电流方向垂直．
培力就 ， 螺旋弹簧的形变也就 ．I与指针偏
灵敏度
角θ成正比,表盘刻度
很弱
(均匀、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
高，能测出很弱的电
5．关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的矩形线圈 与磁场的关系，下列说法中
正确的有( )
A．通电线圈旋转的角度不同，它所在位置的磁
所受合力及运动方向(如例1)
2－1 为了培养小明的观察与思考能力，一天中午当 物理教师的爸爸和小明一起利用手边的器材：一根松 弛的导体线圈、导线、电池及电键连接成的电路如图 8－1－11所示．试问当闭合电键后，小明将会观察到 线圈发生的现象是( )
答案：A
A．纵向收缩，径向膨胀 B．纵向伸长，径向收
通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置(如转过 90°)，然后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
流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势
定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，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
高考瞭望
1.(1)高考对本章内容的考查主要集 中在以下两点：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．(2)从 题型上看，选择、计算题都有．选 择侧重考查磁场的基本概念，安培 力作用下导体棒的运动，带电粒子 在磁场中的运动等，试题难度不 大；计算题则侧重带电粒子在复合 场中的运动，试题难度较大．
安培力作用下物体运动方向的判断方法
电流元法
等效法 特殊位置
法
结论法
转换研究 对象法
把整段导线分为许多段直电流元，先用左手定则判断每 段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方
向，从而确定导线运动方向
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，反过来等效也成立(如例2)
小磁针的N极方向向左，D项正确．
答案：D
1．磁感应强度
(1)定义：在磁场中垂直磁场方向的通电导线，
受到的安培力跟电流和导线长
度的乘积的比值．
(2)表达式：B＝
.
(3)矢量性：方向为该点的磁场方向，即通过该
2．匀强磁场
处处相等
(1)定义：磁感应强度的大小
的磁场称为匀强磁场．
处处相同
、方向
(2)特点
解析：由左手定则知D项正确．
1．基本组成部分：磁铁和放在磁铁两极之间
的
．
线圈
2．工作原理：
如图8－1－7所示，磁场的方向总沿着
均
匀辐射地分布，在距轴线径向等距
相等
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
当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用，线圈转
越大
越大
动，螺旋弹簧变形均匀，反抗线圈的转动，电流越大，安
(1)解决有关通电导体在磁场中的平衡问题，关键是 受力分析．只不过比纯力学
1－1 取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如
图8－1－9甲所示的螺线管，当在该螺线管中通以电
流强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度
大小为B，若将另一根长导线对折后绕成如图8－1－9
乙所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流，则在
A．0 B．0.5B C．B D．2B
该螺线管内部的磁感应强度大小为( )
2.由于复合场问题综合性较强，覆盖 考点较多，预计在2011年的高考中 仍将是一个热点.
第1讲 磁场及磁场对电流的作用
1．磁场的基本特点
磁场对放入其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力 的作用．
2．磁场的方向
在磁场中的任一点，小磁针的
受力的方向，亦即小磁针静止时 所指的
方向，就是那一点的磁场方N向极．
①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．
②距离很近的两个异名磁极之间的磁场和通电螺线
磁感应强度的理解 1．磁感应强度是由比值法定义的，磁场中某位置的
磁感应强度的大小及方向是客观存在的，由磁场本身 的性质决定，与放入的直导线的电流I的大小、导线的 长短即L的大小无关，与通电导线受到的力也无关， 即便不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存 在．因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比．
N极
(1)磁感线某点切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的
强弱．
(2)磁感线是
的，外部N→S，内部S→N.
闭合
(3)任意两条磁感线不相交．
4．几种典型磁场
，疏表密示磁场的
(1)条形磁体和蹄形磁体的磁场(如图8－1－1)：
(2)直线电流的磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁
场
，画法如图8－1－2所示． 越弱
解析：乙为双绕线圈，两通电导线产生的磁场互相抵消，管内磁感应强度为零， 故A正确． 答案：A
【例2】 如图8－1－10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，且垂直于线圈平面，
当线圈中通入如图方向
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
1．应用公式F＝BIL时应注意哪些问题？ (1)B与L垂直； (2)式中L是有效长度． ①弯曲导线的有效长度L等于在垂直磁场平面内
的投影长度两端点所连直线的长度(如图8－1－6 所示)，相应的电流方向沿L由始端流向末端． ②对于任意形状的闭合线圈，其有效长度均为零，
2．安培力做功的实质——能量的传递
确定．
(2)对于通电直导线，可用 右手
握住导线，大拇指指向 电流
方向，弯曲的
四指指向
的方向．磁感线环绕源自(3)对于环形电流和通电螺线管，则用弯曲的四指指向
环绕的方向，右
手大拇指指向螺线管
的磁感线的方向．
电流
轴线上
磁感线和电场线比较
磁感线
电场线
引入目的
相 似 疏密 点
切线方向
都是为了形象描述场而引入的假想线，实际不存在 都能定性描述场的强弱 都是表示该点场的方向
2－2 如图8－1－12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8－1－ 12所示的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的 是( )
解析：导体棒受到的安培力方向斜向右下方，
第八章 磁场
考纲展示 知识点 磁场，磁感应强度，磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场 的方向 安培力，安培力的方向 匀强磁场中的安培力 洛伦兹力，洛伦兹力的方向 洛伦兹力公式
要求 Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ
带电粒子在匀强磁场中的运动
Ⅱ
质谱仪和回旋加速器的基本原理
Ⅰ
说明：①安培力的计算只限于电流与磁感应强 度垂直的情形．②洛伦兹力的计算只限于速度 与磁场方向垂直的情形.
(3)环形电流的磁场：两侧是N极和S极，离圆环中心越远，
磁场
，画法如图 8－1－3所示．
越弱
(4)通电螺线管的磁场：两端分别是N极和S极，管匀内强是
磁场，磁感
线方向由S极指向N极非，匀管强外为
磁场，磁感线由N极指向S极，
画法如图8－1－4所示．
5．安培定则
(1)直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场磁感线的方向可以用 安培 定则
在平面垂直，如图8－1－8图8－1－8所示．现在
A．O点处实际磁感应强度的大小为B
使每根通电导线在斜边中点O处所产生的磁感应
B．O点处实际磁感应强度的大小为 B
强C．度O点大处小实际均磁为感应B强，度则的方下向列与说斜边法夹中角为正90确° 的有(
)
D．O点处实际磁感应强度的方向与斜边夹角为arctan 2
现把一个质量m＝0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上， 导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直、且接触良好， 导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5 Ω，金属 导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，求： (1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)