磁场及其对电流的作用导学案

磁场及其对电流的作用

导学案

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

磁场

1.磁场、磁感应强度、磁感线Ⅰ三年11考

2.磁通量Ⅰ三年6考

3.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ三年6考

4.安培力、安培力的方向Ⅰ三年6考

5.匀强磁场中的安培力Ⅱ三年7考

6.洛伦兹力、洛伦兹力的方向Ⅰ三年7考

7.洛伦兹力公式Ⅱ三年7考

8.带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ三年12考

9.质谱仪和回旋加速器Ⅰ三年8考

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

1.掌握磁场、磁感应强度、磁通量的基本概念，会用磁感线描述磁场.

2.掌握安培定则、左手定则的应用.

3.掌握安培力的概念及在匀强磁场中的应用.

4.掌握洛伦兹力的概念，分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动问题.

5.掌握带电粒子在复合场中运动问题的分析方法，能够分析解决质谱仪、回旋加速器等科技方面的实际应用问题.

磁场及磁场对通电导线的作用

一、磁场、磁感应强度

1．磁场的特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有__________的作用．

2．磁场的方向：小磁针静止时________所指的方向．

3．磁感应强度

(1)物理意义：描述磁场的________________．

(2)大小：B＝________(通电导线垂直于磁场)．

(3)方向：小磁针静止时________的指向．

(4)单位：________，简称______，符号：______.

4．磁通量

(1)概念：在匀强磁场中，与磁场方向________的面积S和磁感应强度B的乘积．

(2)公式：Φ＝________.

(3)单位：1 Wb＝________.

【答案】1.磁场力

2.N极

3.(1)强弱和方向(2)F

IL

(3)N极(4)特斯拉特T

4.(1)垂直(2)BS(3)1 T·m2

二、磁感线、通电导体周围的磁场的分布

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________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(如图1所示)

图1

3．电流的磁场

4.磁感线的特点

(1)磁感线上某点的________方向就是该点的磁场方向．

(2)磁感线的疏密定性地表示磁场的________，在磁感线较密的地方磁场________；在磁感线较疏的地方磁场较______．

(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，由S极指向N极．

(4)同一磁场的磁感线不________、不________、不相切．

(5)磁感线是假想的曲线，客观上不存在．

【答案】1.切线 3.越弱条形匀强最强非匀强越弱

4.(1)切线(2)强弱较强弱(3)闭合(4)中断相交

三、安培力的大小和方向

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，以下是两种特殊情况：

(1)当磁场与电流________时，安培力最大，F max＝BIL.

(2)当磁场与电流________时，安培力等于零．

2．安培力的方向

(1)安培力：____________在磁场中受到的力．

(2)左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指________，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________的方向，这时________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．

(3)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相______，异向电流互相________．

【答案】1.BIL sin θ(1)垂直(2)平行

2.(1)通电导线(2)垂直电流拇指(3)吸引排斥

考点一对磁感应强度的理解

1.磁感应强度概念的理解

(1)磁感应强度是用比值法定义的,其大小由磁场本身的性质决定,与放入的直导线的电流I的大小、导线长度L的大小无关.故不能根据就说B与F成正比，与IL成反比.

(2)由定义式计算B时,通电导线必须垂直于磁场;若通电导线平行放入磁场,则不受安培力,但不能说该处磁感应强度为零.

2.磁通量概念的理解

(1)Φ=BS

⊥,S⊥=Scosθ其中S⊥为S在垂直于B方向上的分量，如图甲所示. (2)面积S的含义：S不一定是某个线圈的真正面积,而是线圈在磁场范围内的面积.如图乙所示，S应为线圈面积的一半.

(3)多匝线圈的磁通量：多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关,因为不论线圈匝数多少,穿过线圈的磁感线条数相同.

(4)合磁通量求法：若某个平面内有不同方向的磁场共同存在,当计算穿过这个面的磁通量时,先规定某个方向的磁通量为正,反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的合磁通量.

【典例1】下列说法中正确的是( )

A .电荷在某处不受到电场力的作用，则该处的电场强度为零

B.一小段通电导线在某处不受到磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零

C.把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱

D.把一小段通电导线放在磁场中某处，它受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱

【答案】选A 、C.

【详解】把电荷放入电场某处，如果电荷没有受到电场力的作用，则该处不存在电场或该处的电场强度为零，故A对；把通电直导线放入某处，如果放置不合适，即使有磁场存在，通电直导线也不受磁场力的作用，故B错；由电场强度的定义式知，电场强度等于试探电荷受到电场力F与所带电量q的比值，故C对；磁感应强度的定义式的成立是有条件的，即通电导线与磁场方向垂直，否则该定义式不成立，故D错.

考点二安培力公式的应用

安培力常用公式F=BIL，应用时要满足：

(1)B与L垂直；

(2)L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度；