【全优课堂】2014秋高中物理 第二章 磁场章末整合课件 新人教版选修1-1
高中物理 第二章 第二节 电流的磁场课件 新人教版选修1-1
第二章 磁场 第二节 电流的磁场栏目链接不要在电视前滞留——家电磁场辐射轻视不得长期处于高磁场强度环境有害健康．专家提醒，使用家用电器时应尽量避免近距离滞留．据了解，2001年国际癌症研究中心已将磁场确定为对人疑似致癌因素，提出居住环境中的磁场强度过高时，儿童白血病的发生率就明显增高．有关专家对日常生活中接触机会较多、使用时间相对较长的家用电器磁场进行了监测．监测表明，普通纯平电视机的磁场在屏前40 cm外是其安全范围，而液晶电视的电磁辐射很小．等离子彩电几乎不存在电磁辐射．微波炉工作时的磁场强度，紧贴测量时磁场强度超过仪器测定范围，离微波炉5 cm外磁场强度就相当强，开关附近的磁场最强，离微波炉95 cm 处才是安全范围．栏目链接电冰箱磁场强度较低，对人影响不大．研究人员还对家用音响、电热毯等产生的磁场进行了分析，结果表明，近距离接触各种家用电器均存在不同程度的磁场辐射．在日常生活中，人们观看电视一般都在2 m以外，这个位置的磁场强度很低，对人影响较小，但有些小孩常在电视屏幕前玩耍，家长应予阻止；微波炉启动后应迅速离开，不要逗留；电热毯预热后，应在睡前关闭．电吹风的电磁辐射也很强，使用电吹风吹头发的时间不宜过长．另外房间里家用电器的摆放也应有讲究，不要过于密集。
栏目链接栏目链接一、电流的磁效应1．电流的磁效应是指____________________________________________________ ____________________．2．电流的________的发现揭示了电与磁的联系，说明电与磁之间存在着________，预示了________应用的可能性．栏目链接电流能产生磁场的现象磁效应相互作用电力二、电流磁场的方向——安培定则1．安培定则一(直线电流的磁场)．用右手握住直导线，让伸直的大拇指所指的方向与________方向一致，弯曲的四指所指的方向就是________的环绕方向．2．安培定则二(通电螺线管的磁场)．让右手握住螺线管，让弯曲的四指所指方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管________磁感线的方向，即大拇指指向是螺线管的________极．栏目链接电流磁感线内部N栏目链接要点一 电流的磁效应1．电现象和磁现象的相似性．(1)磁体能使附近的铁棒产生磁性，带电体能使它附近的导体感应出电荷来．(2)自然界中的磁体总有两个磁极：南极和北极；自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷．(3)同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引；同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引．栏目链接2．奥斯特发现电流的磁效应．奥斯特有一次使南北方向的通电导线恰好与磁针相平行，接通电源时，突然发现磁针向垂直导线方向转动了．这说明通电导线对磁体有作用力．根据奥斯特实验，直线电流对磁体的作用力方向垂直于电流方向．栏目链接例1下列说法中正确的是( )A．在同一幅磁感线的示意图中，磁感线越密的地方，磁场越强B．通电螺线管内部的磁感线方向是从N极指向S极C．同名磁极相互吸引，异名磁极相互排斥D．通电螺线管内部放置一个小的指南针，小指南针的N 极指向螺线管的S 极栏目链接解析：磁感线的疏密反映磁场的强弱，A对；磁感线是闭合的，通电螺线管内部的磁感线方向是从S极指向N极，B错误，D错误．答案：A1．(单选)如图所示，在水平直导线正下方，放一个可以自由转动的小磁针，现给直导线通以向右的恒定电流，不计其他磁场的影响，则下列说法正确的是( )A．小磁针保持不动B．小磁针的N极将向下转动C．小磁针的N极将垂直于纸面向里转动D．小磁针的N 极将垂直于纸面向外转动栏目链接解析：根据安培定则通电导线下方磁场垂直纸面向里，故小磁针N极受力方向垂直纸面向里，选项C正确．答案：C 栏目链接要点二 三种常见的电流磁场的特点及画法1．直线电流的磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱．(如下图所示)栏目链接栏目链接2．环形电流的磁场：两侧是N 极和S 极，离圆环中心越远，磁场越弱．(如下图所示)栏目链接3．通电螺线管的磁场：两端分别是N 极和S 极，管内是匀强磁场，管外为非匀强磁场．(如下图所示)例2如图所示，左侧的水平台上固定着条形磁铁，右侧固定着一螺线管．下列判断正确的是( )栏目链接A．螺线管内的磁场方向向左，磁铁受到的斥力向左B．螺线管内的磁场方向向左，磁铁受到的斥力向右C．螺线管内的磁场方向向右，磁铁受到的斥力向左D ．螺线管内的磁场方向向右，磁铁受到的斥力向右栏目链接解析：根据安培定则得，螺线管内部磁场方向水平向左，螺线管的左端为N极，所以条形磁铁受到向左的斥力，所以选项A正确．答案：A 栏目链接变式迁移2．(单选)如右图所示，一个正电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动，则此正电子的运动( )栏目链接A．不产生磁场B．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外D ．只有圆周内侧产生磁场栏目链接解析：正电子做圆周运动可以等效为一个环形电流，由安培定则可以判定圆心处的磁场方向．答案：C。
【全优课堂】2014秋高中物理 第2章 一指南针与远洋航海课件 新人教版选修1-1
答案
C
【变式2】
关于磁感线的下列说法中，正确的是(
)
A．磁感线是真实存在于磁场中的有方向的曲线 B．磁感线上任一点的切线方向，都跟该点磁场的方向相 同 C．磁感线有可能出现相交的情况
D．以上说法均不正确
【答案】B
【解析】 磁感线是为了形象地描述磁场而人为假想的曲 线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线，所以A错误；磁感 线如果相交的话，那么交点处的磁场方向就有两个，显然是不 可能的，所以C错误．故应选择B项.
【变式1】
下列有关磁场的说法中，错误的是(
)
A．磁体周围的空间存在着看不见、摸不着的磁场 B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的 C．磁场是有方向的，在磁场中的不同位置，其磁场方向 一般不同
D．在磁场中的某点，小磁针南极所受磁场力的方向与该
点的磁场方向相同 【答案】D
【解析】磁场虽然看不见、摸不到，但它是一种客观存在
)
B．磁感线总是从磁铁的N极发出，到S极终止 C．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁 屑的地方就没有磁感线
D．沿磁感线的方向磁场逐渐减弱
【答案】A
【解析】磁场是一种看不见的特殊物质，人们为了形象地
描绘磁场而引入了磁感线这一假想的曲线，它可以表示磁场的 强弱与方向，选项A正确；磁感线从磁铁的 N极发出，从磁铁 的 S 极进入，构成闭合曲线，选项 B 错误；磁感线是人们假想 的曲线，与有无铁屑无关，选项C错误；磁场的强弱由磁感线
2．磁感线特点，观察图2－1－1中条形磁铁、蹄形磁铁的
磁感线，总结磁感线特点．
图2－1－1
切线方向 就是该点的磁场方向． (1)磁感线上某点的__________
强弱 ，在磁感线 (2) 磁感线的疏密定性地表示磁场的 ________ 较强 ；在磁感线________ 较疏 的地方磁场 较密的地方磁场相对________ 相对较弱． (3) 磁感线是闭合曲线 ________ ，没有起点和终点．在磁体外部， S N 从N ____极指向S ____极；在磁体内部，由 ____极指向 ____极． 不相交 、不相切． (4)同一磁场的磁感线不中断、________ 温馨提示 记忆． 磁感线与电场线十分相似，两者可以类比理解
高中物理第2章磁场2电流的磁场课件新人教版选修1-1
[再判断] (1)直导线电流磁场的磁感线是以导线为圆心的一些同心圆．( √ ) (2)通电螺线管内部的磁场方向是从 S 极到 N 极．( √ ) (3)磁感线是闭合的曲线，没有起点和终点．( √ )
[再判断] (1)奥斯特发现了电流的磁效应．(√ ) (2)电流的磁效应揭示了电与磁的联系．(√ ) (3)奥斯特做电流的磁效应实验时，通电直导线应东西放置效果最好．( × )
电流磁场的方向
[先填空] 1．直线电流磁场的磁感线 (1)分布：以导线为圆心的一些同心圆． (2)安培定则： 右手握住导线，让伸直的拇指的方向与电流的方向 一致，那么，弯曲的
四指所指的方向就是磁感线 的环绕方向．
2．环形导线、螺线管磁感线 (1)分布：外部从 N 极到S 极，内部从S 极到 N 极，每一条磁感线都是 闭合 的曲线． (2)安培定则：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一 致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向．
3．通电螺线管的磁场 如图 2-2-3 所示，通电螺线管外部 的磁场与条形磁铁十分相似，左端相当 于条形磁铁的 N 极．
知 识 点
1
学
二、电流的磁场
业 分层测 Nhomakorabea评
知 识 点
2
电流的磁效应
[先填空] 1．磁作用：同名 磁极相互排斥，异名磁极相互吸引 ． 2．电流磁效应：1820 年，奥斯特发现：把一根导线平行地放在磁针的上
方，给导线通电时，磁针发生了 偏转，说明电流也能产生磁场 ，这个现象称 为电流的磁效应 ．
3．意义：用实验展示了电与磁的联系．
【全优课堂】2014秋高中物理 第2章 三磁场对通电导线的作用课件 新人教版选修1-1
线，电流大小均为I，磁感应强度均为B，求各导线所受到的安
培力．
【解析】 根据导体垂直磁场的有效长度和 F＝BIL 可知 FA ＝BILcos α，FB＝BIL，FC＝ 2BIL，FD＝ 2BIR.
安培力的方向
5．如图2－3－8所示，其中A、B、E图已知电流和其所受 安培力的方向，试在图中标出磁场方向或电源的正负极．C、 D图已知磁场和它对电流作用力的方向，试在图中标出电流方 向．
一、安培力大小的计算
1．电流与磁场垂直 (1) 公式 F ＝ ILB 中 L 指的是“有效长度”．当 B 与 I 垂直 时，F最大，F＝ILB. (2) 弯曲导线的有效长度 L ，等于连接两端点直线的长度 (如图2－3－1所示)；相应的电流沿L由始端流向末端．
图2－3－1
2．电流与磁场不垂直 (1)若磁场和电流成θ角，如图2－3－2所示．
二、磁感应强度
1．定义：垂直磁场放置的通电直导线，所受
安培力 电流乘积 的比值，叫做该处磁 ____________ 与导线长度和____________
B 表示． 磁感应强度 ．用符号______ 场的______________ F 2．公式：B＝________ 特斯拉 ，简称 IL ，国际单位：________ N 1 T 特，符号____.1 T＝________. A· m 磁场强弱 和方向的物理量． 3．意义：描述______________
C．静止不动
D．无法确定 图2－3－5
解析
解法一
等效法．把通电线圈等效成小磁针．由安
培定则，线圈等效成小磁针后，左端是 S极，右端是 N极，异
名磁极相吸引，线圈向左运动． 解法二 电流元法．如图 2
－ 3 － 6 所示，取其中的上、下 两小段分析，根据其中心对称
【全优课堂】2014秋高中物理 第2章 四磁场对运动电荷的作用课件 新人教版选修1-1
D．粒子若仅受洛伦兹力，则其动能不变、速度也不变
【答案】B
【解析】带电粒子在电场中一定受电场力的作用，在磁场
中如果静止或运动的方向和磁场方向平行则所受的磁场力为 零．故 A错，B对；带负电的粒子在电场中所受的电场力与电 场方向相反，所以C错；磁场力与带电粒子运动的方向垂直不 改变速度的大小但改变速度的方向，因此D也不正确.
【答案】BC
【解析】 因为 AB 中通有电流，所以阴极射线管中会有磁
场．电子是因为在磁场中受到洛伦兹力的作用而发生偏转 的．由左手定则可知，阴极射线管中的磁场方向垂直于纸面向 里，又根据安培定则可知，AB中的电流方向应是由 B流向A， B正确， A 错误；当 AB中的电流方向由 A流向 B，则 AB上方的
力．
(2)当v≠0，且v∥B时，洛伦兹力 F＝0，即运动方向与磁
场方向平行时，不受洛伦兹力． (3)当v≠0，且v⊥B时，洛伦兹力F最大，即运动方向与磁 场方向垂直时，所受洛伦兹力最大．
二、洛伦兹力与安培力的区别和联系
1．区别 (1) 洛伦兹力是指单个运动的带电粒子所受到的磁场力， 而安培力是指通电直导线所受到的磁场力． (2)洛伦兹力永不做功，而安培力可以做功．
转，故选项C正确，选项D错误．
答案 ABC
借题发挥
(1)电荷在电场中一定受电场力．
(2) 电荷在磁场中：①静止或沿磁感线运动时，不受磁场 力；②与磁场方向存在夹角运动时受洛伦兹力；③运动方向垂 直磁场时，洛伦兹力最大．
【变式2】
有关带电粒子 ( 不计重力 ) 所受静电力和洛伦兹力的说法
中，正确的是( ) A．粒子在磁场中一定受洛伦兹力的作用 B．粒子在电场中一定受静电力的作用 C．粒子受静电力的方向与该处的电场方向一致
人教版高中物理选修1-1课件 2.2电流的磁场课件
第2节 电流的磁场
人民教育出版社 选修1-1
在超市里，顾客可以自己 在货架上挑选商品，十分 方便，但如果有人拿了东 西不付钱而偷偷溜走，那 么出口处的报警器马上会 鸣叫，你知道这是什么原 因吗啊？
一、电流的磁效应
【问题1】磁极间存在怎样的相互作用？ 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引（同斥异吸） 【问题2】谁最早发现了通电导体周围存在着磁场？ 这一发现有什么意义？ 奥斯特最早发现了电流的磁效应，即电流可以产生 磁场，首次揭示了电与磁的联系
二、几种常见的磁场
安培定则：用右手握住导 线，让伸直的大拇指所指 的方向跟电流的方向一致， 弯曲的四指所指的方向就 是磁感线的环绕方向。
磁感线环 绕方向
电流方向
安培(1775— 1836）,法国物 理学家、化学家和数学家。
安培最主要的成就是1820～ 1827年对电磁作用的研究，他 被麦克斯韦誉为“电学中的牛 顿” 。在电磁作用方面的研究 成就卓著。
通电螺线管的磁场
外部的磁场：与条形磁铁外部的磁感线相似，一端相当于南极，一端相 当于北极。
内部的磁场：通电螺线管内部的磁感线和螺线管的轴线平行，方向由南 极指向北极，并和外部的磁感线连接，形成一些环绕电流的闭合曲线。
环形电流也可以看成只有一圈的通电螺线管。
两种安培定则的不同之处
判定直线电流、环形电流
电流的国际单位安培即以其姓 氏命名。
演示：观察环形电流磁感线的形状
2、环形电流的磁场
一些围绕环形导线的闭合曲线，在环形导线的中心轴线上，磁感 线和环形导线的平面垂直。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、通电螺线管的磁场
判定方法：(右手螺旋定 则）用右手握住螺线管， 让弯曲四指所指的方向 和电流的方向一致，大 拇指所指的方向就是螺 线管内部磁感线的方向。
人教版高中物理选修1-1精品课件 章末整合 第二章 磁场
分类突破
章末整合
解析 磁体和电流周围的空间均存在着磁场，磁场和电场一样 也是一种客观存在的物质，为了形象地描绘磁场，用磁感线将 抽象的磁场描绘出来，磁感线是假想的曲线；铁屑在磁场中被 磁化为小磁针，在磁场的作用下转动，最后规则地排列起来， 显示出磁感线的形状，并非磁场的客观反映；电流的磁场和磁 体的磁场的磁感线都是闭合曲线，在磁体外从N极到S极，在磁 体内从S极到N极；而电场线从正电荷出发到负电荷终止，不闭 合，磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线上任一 点的切线方向，即小磁针N极在某点所受磁场力的方向，就是该 点磁场方向，也就是磁感应强度的方向．因此正确选项为C.
长直导线，通以相反方向的电流，且I1＞I2，则两导线所受的安
培力F1和F2的大小关系及其运动方向为
()
A．F1＞F2，且相互靠近
B．F1＜F2，且相互远离
C．F1＝F2，且相互靠近
D．F1＝F2，且相互远离
答案 D
图2－2
网络构建 分类突破
分类突破
章末整合
解析 通电导线在其周围产生磁场，通电导线在磁场中受到安 培力作用，两导线所受安培力是作用力与反作用力，它们大小 相等，选项A、B错误；由安培定则可知，I1在I2处产生的磁场 垂直纸面向里，由左手定则可知，I2所受安培力向右；由安培定 则可知，I2在I1处产生的磁场垂直纸面向里，由左手定则可知， I1所受安培力向左，则两导线相互远离，选项C错误，D正确．
分类突破
章末整合
解析 由于电子运动形成的电流方向向下，处于垂直纸面向里 的磁场中，根据左手定则，洛伦兹力方向向右，电子将向右偏 转．洛伦兹力方向时刻与速度方向垂直，因而不做功，速率不 变．综上所述，选A.
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图2－5－2
解析
要使静摩擦力为零，如果FN＝0，必有Ff＝0.B选项
中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反可能使 FN＝0.B项
是正确的；如果 FN≠0，则导体棒除受静摩擦力 Ff以外的其他 力的合力只要为零，那么 Ff＝ 0. 在 A选项中，导体棒所受到的 重力 G 、支持力 FN 及安培力 F 安 三力合力可能为零，则导体棒 所受静摩擦力可能为零； C、D选项中，从导体棒所受到的重
【解析】A 图中导线不受力，故它不会弯曲， A 错误； B 图中导线受到垂直纸面向里的安培力，它不会向右弯曲，B错 误； C中导线受到水平向右的安培力，导线不会向左弯曲， C 错误； D中导线受到水平向右的安培力，故它向右弯曲，D正
确．
3．电流天平的原理图如图2－5－
4所示，矩形线圈 abcd的bc边悬在匀强
A．磁铁对桌面的压力减小，桌面对磁铁无摩擦力作用 B．磁铁对桌面的压力增大，桌面对磁铁无摩擦力作用 C．磁铁对桌面的压力减小，桌面给磁铁向左的摩擦力 D．磁铁对桌面的压力增大，桌面给磁铁向右的摩擦力
【答案】D
【解析】 本题不要取磁铁作为研究
对象，而应取通电导线作为研究对
象．因为导线所在处的磁场方向容易判 断，安培力的方向易确定，然后再由牛 顿第三定律分析磁铁的受力情况． 大致画出导线所在处的磁场方向，
确定导线的受力方向，如图所示，则磁
铁受斜向下的磁场力．可以确定选项D正 确．
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( 【答案】D )
磁场中．当给矩形线圈通入如图所示 的电流 I时，调节两盘中的砝码，使天 平平衡．然后使电流 I反向，这时要在 天平的左盘上加质量为 m 的砝码，才
能使天平重新平衡．则此时磁场对 bc
边作用力的大小为( ) 图2－5－4
1 A. 4mg 1 C．2mg
1 B．3mg 1 D．5mg
【答案】C
【解析】初状态天平平衡时，由左手定则可知，在磁场中 的导线 bc 受到的安培力方向竖直向上，大小设为 F，左、右两 盘的砝码质量分别设为 m1 和 m2.由平衡条件得： m1g＝m2g－F. 电流 I 反向后，导线 bc 受到的安培力方向竖直向下，大小仍为 F，这时要在天平的左盘上加质量为 m 的砝码，才能使天平重 新平衡． 由平衡条件得： m1g＋mg＝m2g＋F.以上两式相减可得： mg mg＝2F，所以：F＝ . 2
力 G 、支持力 FN 及安培力 F 安 三力的方向分析，合力不可能为
零，所导体所受静摩擦力不可能为零，故正确的选项应为 A、B项． 答案 AB
专题小练
1．如图2－5－3所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其N 极的上方固定一根长直导线，导线与磁场垂直．给导线通以垂 直纸面向里的电流，则( )
图2－5－3
3．画好辅助图(如斜面)，标明辅助方向(如B的方向、I的
方向等)也是画好受力分析图的关键．
图2－5－2
【典例】 质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的金属导
轨上，如图2－5－2 所示．已知导体棒与导轨间的动摩擦因数
为μ，在下列各图所加各种磁场中，导体均静止，则导体与导 轨间摩擦力为零的可能情况是( )
章 末 整 合
安培力作用下的平衡问题
1．解决通电导体在磁场中受重力、弹力、摩擦力、安培
力等力的作用下的平衡问题，关键是受力分析． 2 ．由于安培力 F 的方向、电流 I 的方向、磁感应强度 B 的 方向三者之间涉及三维空间，所以在分析和计算安培力的大小 时，要善于把立体图形改画成平面图形，以便受力分析．