2012版高三物理一轮复习课件：11.1磁场 磁感应强度 安培力(大纲版)
一轮复习磁场-安培力PPT课件
(1)概念：用来形象地描述磁场中任意点的__________而 ________的曲线．
(2)特点：①是闭合曲线，在磁体外部是从 __________极到________极，内部从________极到 ________极．②磁感线上每一点的________就是该点的 磁场方向．③磁感线的________表示磁场的强弱．
要点深化
1．正确理解磁感应强度的公式B＝
B＝ 是磁感应强度的定义式，式中的I一定要与B 垂直．F与IL的比值反映了磁场本身的性质．就是说，在磁 场中某处，垂直放入的通电导线的长度L改变，通入的电流 I改变，则通电导线所受磁场力F也随之改变，但F与IL的比 值并不改变．B虽然由的比值进行定义，但B和F、I、L并 不存在比例关系和因果关系．通电导线只是研究磁场性质 的“工具”，而磁场的性质显然与“工具”无关．这一点 和我们研究电场时要引入“检验电荷”的目的是一样的．
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方向向右
.
38
如图所示，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
(3)表达式：B＝__________.
式中IL称为检验电流元，其意义是在磁场中某一点 处垂直于磁感线的方向上，放置一电流强度为I、长度 为L的通电导线，
由于导线长度L极短，所以称为检验电流 元．F为检验电流元IL在磁场中该点处所受到的
新高考物理一轮复习PPT课件__磁场、安培力
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典例精析
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4．磁感线都是闭合曲线(但电场线不是)，在外部由磁体的北极(N)流向南极 (S)，在内部由南极(S)流向北极(N)。
5．磁感线越密的地方磁场的强度越大，磁感线越疏的地方磁场的强度越小。 6．同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切。
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7．四种常见磁体的磁感线。
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条形磁铁
蹄形磁铁
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第一节 磁场、安培力
知识梳理
1．磁场是存在于磁体、电流(或运动的电荷)周围的一种物质，磁体与磁体， 磁体与电流、电流与电流之间的作用是通过磁场发生的。
2 磁场中任意一点小磁针 N 极的受力方向(小磁针静止时 N 极的指向)为该 点处磁场方向。
3．为了直观地描述磁场中各点场强的强弱及方向，在磁场中画出一系列有 方线叫做 磁感线。 磁感线是假想的曲线，实际并不存在。
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高考物理一轮复习第十一章电磁感应11.1电磁感应现象楞
2
抓重难点 动手演练 掌握提分技巧
ΔΔΦt ＝BΔΔSt ΔΔΦt ＝SΔΔBt
磁通量Φ
穿过某个面有方向相 反的磁场，则不能直 接用Φ＝BS求解，应 注意 考虑相反方向的磁通 量抵消后所剩余的磁 通量
磁通量的变化量ΔΦ
磁通量的变化率ΔΔΦt
既不表示磁通量的大 开始时和转过180°时平面
小，也不表示变化的多 都与磁场垂直，穿过平面
少，实际上它就是单匝 的磁通量是一正一负，
2．右手定则 (1)内容：如图，伸开右手，使拇指与其余四个手指垂直并且都 与手掌在同一平面内；让 磁感线 从 掌 心 进 入 ， 并 使 姆 指 指 向 _导__线__运__动___的方向，这时四指所指的方向就是 感应电流 的方向． (2)适用情况：导线 切割磁感线 产生感应电流．
即时突破 判断正误．
加深理解
比较磁通量、磁通量的变化量和磁通量的变化率
磁通量Φ 物理 某时刻穿过某个面的
磁通量的变化量ΔΦ
磁通量的变化率ΔΔΦt
某一段时间内穿过某个面 穿过某个面的磁通量变
意义 磁感线的条数
的磁通量的变化量
化的快慢
Φ＝BS，B为匀强磁 大小 场，S是与B垂直的面
的面积
ΔΦ＝Φ2－Φ1 ΔΦ＝BΔS ΔΦ＝SΔB
流计及开关按下图所示连接．下列说法中正确是( )
A．开关闭合后，线圈A插入或拔出线圈B都
51第十一章 第1节磁场的描述 安培力-2024-2025学年高考物理一轮复习课件
2.磁感应强度
(1)物理意义：描述磁场F 的强弱20和21[文方件向：中. 教联标彩.t] (2)定义式：B＝③___I_l____(通电导线④___垂__直___于磁场).
(3)方向：可自由转动的小磁针静止时⑤___N_极____的指向.
(4)单位：特斯拉，符号 T. (5) 磁 感 应 强 度 是 ⑥_____矢__量______ ， 可 用 ⑦____平__行__四__边__形_____ 定 则 或 ⑧__正__交__分__解____法进行合成与分解.
形电流——○⑮ 分__子__电__流__，它使每个物质微粒都成为微小的磁体，物质微粒
的两侧相当于磁体的两极.
返回目12录
(1) 磁 场 中 某 点 磁 感 应 强 度 的 大 小 ， 跟 放 在 该 点 的 试 探 电 流 元 的 情 况 无
关.( √ )
(2)小磁针 N 极所指的方向就是该处磁场的方向.( × )
2021[文件：中教联标彩.t]
图 11-1-3 (3)应用平行四边形定则进行合成，如图 11-1-3 中的合磁感应强度 B.
返回目22录
典例 3 两足够长直导线均折成直角，按图 11-1-4 所示方式放置在同一平 面内，EO 与 O′Q 在一条直线上，PO′与 OF 在一条直线上，两导线相互 绝缘，通有相等的电流 I，电流方向如图 11-1-4 所示.若一根无限长直导线 通过电流 I，其所产生的磁场在距离导线 d 处的磁感应强度大小为 B，则 图中与导线距离均为 d 的 M、202N1[文两件点：中处教的联标磁彩.感t] 应强度大小分别为( B ).
图 11-1-2
3 电流的磁场与安培定则
返回目19录
1.电流的磁场与安培定则
分类 通电直导线
新教材高考物理一轮复习第11章电磁感应第1节电磁感应现象楞次定律课件
答案 A 解析 在“电子眼”前方路面下间隔一段距离埋设的是“通电线圈”,汽车上大 部分是金属,当汽车通过线圈时会引起通电线圈的磁通量变化,从而产生电 磁感应现象,产生感应电动势,线圈会产生感应电流,故A正确;汽车速度越 大,经过线圈时产生的感应电动势越大,感应电流越大,故B错误;若线圈出 现断路,汽车经过线圈还会产生感应电动势,不会产生感应电流,故C错误; 如果某个线圈出现故障,没有电流,就会无法计时起点或终点,“电子眼”不 能正常工作,故D错误。
(√ )
应用提升1.如图所示,匀强磁场方向与圆形线圈平面垂直,b线圈的面积是a 线圈面积的2倍,穿过a线圈的磁通量为Φ,则穿过b线圈的磁通量为( ) A.0 B.Φ C.Φ12 D.2Φ
答案 B
解析 由Φ=BS知Φb=Φa=Φ,选项B正确。
二、电磁感应现象
1.电磁感应现象
当穿过闭合电路的磁通量 发生变化
增素能 精准突破
考点一 电磁感应现象的理解及判断[自主探究] 常见的产生感应电流的三种情况
【对点演练】 1.(2023黑龙江哈尔滨三模)图甲是电动公交车无线充电装置,供电线圈设 置在充电站内,受电线圈和电池系统置于车内。供电线路与220 V交流电 源相连,将受电线圈靠近供电线圈,不需要导线连接,蓄电池便可以充电(如 图乙所示),下列说法正确的是( B ) A.供电线圈和受电线圈无导线连接, 所以传输能量时没有损失 B.用塑料薄膜将供电线圈包裹起来 之后,仍能为蓄电池充电 C.无线充电的原理是利用供电线圈发射电磁波传输能量 D.充电时,供电线圈的磁场对受电线圈中的电子施加磁场力的作用,驱使电 子运动
3.(2022陕西西安模拟)下图是公路上安装的一种测速“电子眼”。在“电子 眼”前方路面下间隔一段距离埋设两个通电线圈,当车辆通过线圈上方的 道路时,会引起线圈中电流的变化,系统根据两次电流变化的时间及线圈之 间的距离,对超速车辆进行抓拍。下列判断正确的是( ) A.汽车经过线圈会产生感应电流 B.汽车速度越大,经过线圈时产生的感应电流越小 C.若线圈出现断路,汽车经过线圈还会产生感应电流 D.如果某个线圈出现故障,没有电流,“电子眼”还可以 正常工作
高考物理一轮复习第十二单元磁场第1讲磁场磁场力课件高三全册物理课件
(1)判定导体运动情况的基本思路
判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势,首先必须弄清楚导体所在位置的磁场磁感
线分布情况,然后利用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或运动趋
势的方向。
12/8/2021
题型二
安培力作用下导体的平衡与运动问题
(2)五种常用判定方法
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
由左手定则判断:
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。
12/8/2021
3
安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力
向,如图乙所示,再利用对称性和平行四边形定则可确定各点(合)磁场的方向。磁场叠
加后可知,a、b、c、d、O的磁场方向均相同,a、b点的磁感应强度大小相等,c、d两
点的磁感应强度大小相等,C项正确。
乙
12/8/2021
题型二
安培力作用下导体的平衡与运动问题
1.安培力
公式F=BIL中安培力、磁感应强度和电流两两垂直,且L是通电导线的有效长度。
(2)几种常见的磁场
①常见磁体的磁场
12/8/2021
2
磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向
②电流周围的磁场
直线电流的磁场
安培定则
立体图
横截面图
12/8/2021
通电螺线管的磁场
环形电流的磁场
2
磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向
(续表)
直线电流的磁场
2012届高三物理一轮复习磁场磁感应强度安培力测试大纲人教版.
2012版高三物理一轮复习磁场磁感应强度安培力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.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,指向右边解析:由右手可判断导线a､b产生的磁场在导线c处的磁感应强度方向的合方向是竖直向下,再由左手可判得导线c受安培力方向为向左并与ab边垂直,所以C正确,A､B､D错误.答案:C2.科学研究表明,地球自西向东的自转速度正在变慢,假如地球的磁场是由地球表面带电引起的,则可以断定( )A.地球表面带正电,由于地球自转变慢,地磁场将变弱B.地球表面带正电,由于地球自转变慢,地磁场将变强C.地球表面带负电,由于地球自转变慢,地磁场将变弱D.地球表面带负电,由于地球自转变慢,地磁场将变强解析:地球的磁场可类比成一个通电螺线管,在地理北极附近是地磁场的S极.由安培定则可知电流方向是自东向西,所以地球自转方向是电流的反方向,所以地球表面带负电,而由于地球自转变慢,电流变小,地磁场将变弱,选项C 正确.答案:C3.如图所示,一水平导轨处于与水平方向成45°角斜向左上方的匀强磁场中,一根通有恒定电流的金属棒,由于受到安培力作用而在粗糙的导轨上向右做匀速运动.现将磁场方向沿顺时针缓慢转动至竖直向上,在此过程中,金属棒始终保持匀速运动,已知棒与导轨间动摩擦因数μ<1,则磁感应强度B 的大小变化情况是( )A.不变B.一直减小C.一直增大D.先变小后变大 解析:分析金属棒的受力如图所示.由平衡条件有BILsin θ=F f , F f =μF N =μ(mg+BILcos θ), 可解得B=()mg IL sin cos μθμθ=-其中φ=arctan μ,因为θ从45°变化到90°.所以当θ+φ=90°时,B 最小,此过程中B 应先减小后增大,D 正确.答案:D4.如图是一个用均匀金属导线做成的圆环,A ､B 是圆环直径的两端点,当电流I 从A 点流入,从B点流出时,在环中心处的磁场方向是( )A.在圆环所在的平面内,且指向BB.垂直圆环平面,且指向纸外C.垂直圆环平面,且指向纸内D.磁感应强度为零,无方向解析:利用安培定则结合对称性分析,易得D正确.答案:D5.取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图甲所示的螺线管,当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乙所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为( )A.0B.0.5BC.BD.2B解析:乙为双绕线圈,两通电导线的磁场相互抵消,管同磁感应强度为零,故选A.答案:A6.如图,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.0B.0.5BIlC.BIlD.2BIl解析:本题考查左手定则和力的合成.由左手定则得,导体受力如图所示,根据平行四边形定则可知,合力F=F1=F2=BIL,C正确.答案:C7.如图所示,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F N1;当导线中有电流通过时,磁铁对斜面的压力为F N2,此时弹簧的伸长量减小了,则( )A.F N1<F N2,A中电流方向向外B.F N1=F N2,A 中电流方向向外C.F N1>F N2,A 中电流方向向内D.F N1>F N2,A 中电流方向向外解析:如图所示,画出磁铁在导线A 处的一条磁感线,若导线A 中通有向外的电流,由左手定则判断出导线所受安培力F 方向向下,由牛顿第三定律知磁铁所受反作用力F′向上,磁铁对斜面的压力F N 减小,F N2<F N1;同时由于F′有沿斜面向上的分力,使得弹簧弹力减小,可知弹簧的伸长量减小,假设正确,故选D.答案:D8.如图所示的天平可用于测定磁感应强度,天平的右臂下面挂有一个矩形线圈,宽度为L,共 N 匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面.当线圈中通有方向如图所示的电流I 时,在天平左右两边加上质量各为m 1､m 2的砝码,天平平衡,当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m 的砝码后,天平重新平衡,由此可知( )A.磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为12()m m gNIL -B.磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为2mgNILC.磁感应强度的方向垂直于纸面向外,大小为12()m m gNIL-D.磁感应强度的方向垂直于纸面向外,大小为2mgNIL解析:由于当电流反向时,右边需要加砝码,可判定电流反向后,安培力方向向上,因此在图示电流时安培力方向向下,此时m 1g=m 2g+ NBIL,电流反向后m 1g=(m 2+m)g- NBIL.由以上两式可解得mg=2 NBIL,则,2mgB NIL=由左手定则可判定磁感应强度的方向为垂直于纸面向里. 答案:B9.电磁炮是利用电磁技术制成的一种理想武器,它的主要原理如图所示.电磁炮轨道宽2 m,长100 m,通过的电流为10 A,要把2.2g 的弹体(包括金属杆的质量)加速到10 km/s,则轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B=________ T,磁场力的最大功率P=________ W(轨道摩擦不计).解析:在电磁炮发射炮弹的过程中,磁场力做功,增加炮弹的动能,即F·x=12mv 2,而F=BIL 则23322.210(1010)5522102100mv B T IL x -⨯⨯⨯===⨯⨯⨯ P=Fv=BIL·v=55×10×2×10×103=1.1×107W. 答案:55 T 1.1×107W10.如图所示,通电导体棒ab 质量为m ､长为L,水平放置在倾角为θ的光滑斜面上,通以图示方向的电流,电流强度为I,要求导体棒ab 静止在斜面上.求:(1)若磁场方向竖直向上,则磁感应强度B为多大?(2)若要求磁感应强度最小,则磁感应强度如何?解析:(1)沿导体棒从a向b观察,对ab棒受力分析(如图所示),由平衡条件得:在沿斜面方向:mgsinθ=Fcosθ在垂直斜面方向:F N=mgcosθ+Fsinθ其中F=BIL联立以上各式可得mgtan BILθ=(2)当安培力F全部用来平衡重力沿斜面方向的分力mgsinθ时,磁感应强度B最小,此时安培力方向为平行斜面向上.此时有BIL=mgsinθ,mgsinBILθ= ,磁场方向垂直斜面向上.答案:(1)mgtanILθ(2)mgsinILθ,磁场方向垂直斜面向上11.有两个相同的总电阻为9 Ω的均匀光滑圆环,固定于一个绝缘的水平台面上,两环分别在两个互相平行的､相距为20 cm的竖直平面内,两环的连心线恰好与环面垂直,两环面间有方向竖直向下的磁感应强度B=0.87 T的匀强磁场,两环的最高点A和C间接有一内阻为0.5 Ω的电源,连接导线的电阻不计.今有一根质量为10 g,电阻为1.5 Ω的棒置于两环内侧且可顺环滑动,而棒恰好静止于图所示的水平位置,它与圆弧的两接触点P､Q和圆弧最低点间所夹的弧所对应的圆心角均为θ=60°,取重力加速度为g=10 m/s2,试求此电源电动势E的大小.解析:在图中,从左向右看,棒PQ 的受力如图所示,棒所受的重力和安培力F B 的合力与环对棒的弹力F N是一对平衡力,且F B =mgtan θ而F B =IBL,所以310101010.870.2I A A BL -⨯==⨯=⨯在图所示的电路中两个圆环分别连入电路中的电阻为R,则99(9)3329R ⨯-=Ω=Ω 由闭合电路欧姆定律得E=I(r+2R+R 棒)=1×(0.5+2×2+1.5)V=6 V. 答案:6 V12.如图所示,表面光滑的平行金属导轨P ､Q 水平放置,左端与一电动势为E,内阻为r 的电源连接.导轨间距为d,电阻不计.导轨上放有两根质量均为m 的细棒,棒Ⅰ电阻为R,棒Ⅱ为绝缘体,两棒之间用一轻杆相连.导轨所在的空间有垂直导轨平面竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B.求:(1)闭合开关S 瞬间棒Ⅱ的加速度;(2)从闭合开关S 到两棒速度达到v 的过程中,通过棒Ⅰ的电荷量和电源消耗的总能量分别为多少?(导轨足够长)解析:(1)闭合S 的瞬间,电路中的电流为EI R r=+ 棒Ⅰ受安培力BdEF BId R r==+ 对棒Ⅰ､棒Ⅱ整体,根据牛顿第二定律得22()F BdE a m m R r ==+方向水平向右. (2)对棒Ⅰ棒Ⅱ整体,由动量定理 BI′dt=2mv,q=I′·t ∴2mvq Bd=电源消耗的电能为2E .mvEqE Bd==能 答案:(1)2()BdE m R r + 方向水平向右 (2)2mv Bd 2mvEBd。
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典例剖析 【例3】 在倾角θ=30°的斜面上,固定一金属框,宽l=0.25 m, 接入电动势E=12 V､内阻不计的电池,垂直框的两对边放有 一根质量m=0.2 kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因数µ 3 整个装置放在磁感应强度B=0.8 T,垂直框面向上的匀强磁 = , 6 场中(图).为使金属棒静止在框架上,滑动变阻器R的阻值应 在什么范围内?(设棒受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,框 架与棒的电阻不计,g取10 m/s2)
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当R取较小值时, I较大, 安培力F较大, 棒受的摩擦力向下 (图2).当刚好平衡时, R最小, 且 E B l − µ mgcosθ − mgsinθ = 0, Rmin BlE 得Rmin = mg ( sinθ + µ cosθ ) 0.8 ×12 × 0.25 = Ω 3 3 0.2 ×10 × (0.5 + × ) 6 2 所以R的取值范围应为1.6 Ω≤R≤4.8 Ω = 1.6Ω
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[解析] 把环形电流等效为磁针,根据安培定则可判断此磁针垂 直纸面,N极向里,根据磁铁对磁针的作用很容易得到:从上 往下看,磁铁S极将吸引磁针N极,排斥磁针S极,故线圈做逆 时针方向转动,同时靠近磁铁.选D. [答案] D
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二､
安培力作用下的静态分析
技法讲解 有关通电导体受安培力作用的综合性问题,大多是力的平衡问 题.与力学相比只是多了一个安培力,解题过程中,首先要准 确地使用左手定则,判断出安培力的方向,再利用物体平衡 的知识和规律解决问题,解题关键是要学会把空间立体图 改画成平面图,以便于进行受力分析,做出受力分析图.
[答案 1.6 答案] 答案 ≤R≤4.8
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三､
安培力的瞬时作用与安培力做功问题
技法讲解 1.安培力的瞬间作用,实际上是在很短的时间∆t内给导线一个 冲量,使导线获得一个动量,F∆t=mv
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2.安培力做功的特点 (1)安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可 以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电场力做功一 定为零.
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( 2 ) 棒在导轨上由静止达到水平速率v0的过程中由动量定
3
(2)基本性质:对放入其中的磁体或电流产生力的作用. (3)产生:①永磁体周围存在磁场;②电流周围存在磁场——电 流的磁效应. (4)方向:小磁针北极受力的方向即小磁针静止时北极所指方 向,为磁场中该点的磁场方向.
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4
活学活用 1.如图所示,带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转,在 环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )
答案 : BI ( 2 L)
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第二关:技法关 解读高考
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21
解题技法 一､ 安培力作用下的动态分析
技法讲解 定性判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向的几种 基本方法 1.电流元分析法 把整段电流等分为很多段直线电流元,先用左手定则判断出各 小段电流元受到的安培力方向,再判断整段电流所受安培 力合力的方向,从而确定导体的运动方向.
第十一章 磁场 第一课时 磁场 磁感应强度 安培力
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1
第一关:基础关 展望高考
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2
基础知识 一､ 磁场
知识讲解 (1)定义:磁体或通电导体周围存在一种特殊物质,它能够传递 磁体与磁体之间､磁体与通电导体之间以及通电导体与通 电导体之间的相互作用,这种特殊的物质叫做磁场.
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典例剖析 【例1】 如图所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形 磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方 向电流I时,导线的运动情况是(从上往下看)( )
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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
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11
解析:磁感应强度的定义式
F 是利用比值法来定义的, , IL 但不能说B与F成正比,与IL成反比.磁场中某点磁感应强度 B=
只由磁场本身决定,与通电导线的受力无关,与放入检验电 流的大小､方向以及导线长度也无关.另一方面,通电导线在 磁场中的受力不仅与磁感应强度有关,还跟导线通过的电
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5
A.N极竖直向上 C.N极沿轴线向左
B.N极竖直向下 D.N极沿轴线向右
解析:带负电的金属环旋转,可形成环形电流,进而产生磁场,负 电荷匀速转动会产生与旋转方向反向的环形电流,由安培定 则知,在磁针处磁场的方向沿OO′轴向左,由于磁针N极指向 为磁场方向,所以应选C. 答案:C
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[解析]由左手定则判定安培力方向沿斜面向上,随着变阻器 调至不同的阻值,引起了金属杆中电流大小的不同,产生两 种情况,当安培力小时,杆有下滑趋势;当安培力大时,杆有上 滑趋势.当R较大时,I较小,安培力F较小,棒受的摩擦力向上 (图1).
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E 当刚好平衡时, R最大, 且B il + µ mgcosθ − mgsinθ = 0 Rmax BlE 得Rmax = mg ( sinθ − µ cosθ ) 0.8 ×12 × 0.25 = Ω 3 3 0.2 ×10 × (0.5 − × ) 6 2 = 4.8Ω
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[解析] 用电流元分析法:把直线电流看为 OA和OB两部分,画出几条典型的磁感线, 由左手定则可判断出OA段受安培力垂直 纸面向外,OB段受安培力垂直纸面向里, 如右图所示,可见从上向下看导线将逆时 针转动;再用特殊位置分析法:设导线转过 90°到与纸面垂直的位置,见右图判断导线受安培力方向向 下.由以上两个方向可知导线在逆时针转动的同时向下运动. 选C. [答案] C
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典例剖析 【例4】 如图所示水平桌面放置的U形金属导轨,串接有电源, 现将两根质量相等的裸导线L1和L2放在导轨上,方向与导轨 垂直,导轨所在平面有一个方向向上的匀强磁场,当闭合开 关后,两根导线便向右运动,并先后脱离导轨右端掉在水平 地面上.测得它们落地位置与导轨右端的水平距离分别为s1 和s2,求合上开关后:
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2.特殊位置分析法 把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方 向,从而确定运动方向. 3.等效分析法 环形电流可等效为小磁针,条形磁铁也可等效为环形电流,通 电螺线管可等效成多个环形电流或条形磁铁.
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4.利用电流相互作用的结论分析 电流产生磁场,磁场对电流有安培力作用,所以电流与电流之 间也将存在磁场力作用关系.同向电流相互吸引,反向电流 相互排斥,异面电流相互作用下有转动趋势,转到同向且相 互靠近. 5.转换研究对象法 电流与电流之间,磁体与电流之间的相互作用应满足牛顿第三 定律,这样定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问 题时,可先分析电流在磁体磁场中的受力,然后由牛顿第三 定律确定磁体的受力,从而判断其运动方向.
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②磁感线不相交､不中断,是闭合曲线.在磁体外部,磁感线从N 极指向S极;在磁体内部,磁感线从S极指向N极. ③磁感线是为了形象地描述磁场而假想的物理模型,在磁场中 并不真的存在,不可以认为有磁感线的地方才有磁场,没有 磁感线的地方没有磁场.
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四､
安培力
知识讲解 (1)定义:通电导线在磁场中受到的力称为安培力. (2)方向:安培力方向的判定通常利用左手定则. 左手定则:它是确定通电导体在外磁场中 受力方向的定则.其内容为:伸开左手,使大 拇指跟其余四个手指垂直,并且都要跟手 掌在同一平面内,把手放入磁场,让磁感线 穿过手心,让伸开的四指指向电流方向,那 么大拇指所指方向即为安培力方向,如图所示.
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(2)安培力做功的实质:起能量转化的作用,将电源的能量传递 给通电导线,而磁场本身并不能提供能量,如导体ab在安培 力作用下运动,安培力做功的结果是将电能转化为导体的 动能,只要有安培力做功,就有电能和其它形式的能量转化, 安培力做功的过程就是电能和其它形式的能转化的过程.
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③若空间存在几个磁场,空间的磁场应由这几个磁场叠加而成, 某点的磁感应强度为B,
B = B1 + B2…(矢量和).
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活学活用 2.有关磁感应强度的下列说法中,正确的是( A.磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量 B.若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用,则该点的磁 感应强度一定为零 C.若有一小段长为L,通以电流为I的导体,在磁场中某处受到的 磁场力为F,则该处磁感应强度的大小一定是F/IL D.由定义式B=F/IL可知,电流I越大,导线L越长,某点的磁感应 强度就越小 )
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【例2】 如图所示,在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈,线圈与 水平磁铁位于同一平面内,当线圈中电流沿图示方流动时, 将会出现( ) A.线圈仅做平动､不转动 B.线圈仅做转动､不平动 C.从上往下看,线圈做顺时 针方向转动,同时靠近磁铁 D.从上往下看,线圈做逆时 针方向转动,同时靠近磁铁
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活学活用 3.如图所示,垂直折线abc中通以电流I,ab=bc=L,折线所在的平 面与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强度为B,求abc折线 受到的安培力的大小?
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解析:abc受到的安培力等效于ac(通有电流I的ac直导线)所受 的安培力,即 F = BI ( 2 L), 方向同样等效于电流ac,判定为在纸 面内垂直于ac的连线上并且斜向上方.
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