高中物理【磁场的描述 磁场对电流的作用】课件

电流 元法
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
特殊 通电导线转动到某个便于分析的 位置 特殊位置时，判断其所受安培力
法 的方向，从而确定其运动方向
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第八章 磁 场
环形电流可等效成小磁针，通电螺线 等效 管可以等效成条形磁铁或多个环形电
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第八章 磁 场
各自的电流方向如图8－1－10所示． 下列哪种情况将会发生( ) A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动 B．因L2上、下两部分所受的磁场力平 衡，故L2不动 C．L2绕轴O按顺时针方向转动 D．L2绕轴O按逆时针方向转动
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第八章 磁 场
【解析】 由右手螺旋定则可知导线L1 上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且 离导线L1的距离越远的地方,磁场越弱, 导线L2上的每一小部分受到的安培力方 向水平向右，由于O点的下方磁场较强, 则安培力较大，因此L2绕固定转轴O按 逆时针方向转动，D正确． 【答案】 D
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第八章 磁 场
二、通电导体在安培力作用下运动的判 断 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 置的磁场分布情况，然后利用左手定则 判定导体的受力方向，进而确定导体的 运动方向或运动趋势的方向．现对几种 常用的方法列表比较如下：
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第八章 磁 场
把整段弯曲导线分为多段直线电
(2)几种电流周围的磁场分布
直线电流 通电螺线管 环形电流 的磁场 的磁场 的磁场
无磁极、 非匀强且 特点 距导线越 远处磁场 越弱
与的管磁最为场磁条内场强非场形为且，匀相磁匀磁管强似铁强场外磁，环的N且中磁极心形 两 离 场和越电 侧 圆 越S远流 是 环 弱极，
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第八章 磁 场
直线电流 通电螺线 环形电流 的磁场 管的磁场 的磁场
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第八章 磁 场
(2)变三维为二维，如侧视图、剖面图 或俯视图等，并画出平面受力分析图, 其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安 ⊥I. (3)列平衡方程或牛顿第二定律的方程 式进行求解．
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第八章 磁 场
3．安培力做功的特点和实质 (1)安培力做功与路径有关,不像重力、 电场力做功与路径无关． (2)安培力做功的实质：起传递能量的 作用． ①安培力做正功：是将电源的能量传递 给通电导线后转化为导线的动能或转化 为其他形式的能．
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第八章 磁 场
【答案】 AB 【名师归纳】 磁场叠加遵守平行四 边形定则．
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第八章 磁 场
安培力作用下物体运动 方向的判断
例2 (2012·长沙市一中 月考)通有电流的导线L1、 L2处在同一平面(纸面)内， L1是固定的,L2可绕垂直 图8－1－10 纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心),
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第八章 磁 场
2．安培力的特点 (1) 方 向 ： 安 培 力 的 方 向 与 线 圈 平 面 _垂__直___． (2)大小：安培力的大小与通过的电流 成_正__比___．
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第八章 磁 场
3．表盘刻度特点 由于导线在安培力作用下带动线圈转 动，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动, 电流越大,安培力越大,形变就_越__大___， 所以指针偏角与通过线圈的电流I成 _正__比___，表盘刻度_均__匀___．
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第八章 磁 场
心、r 为半径的圆周上有 a、b、c、d 四 个点．已知 a 点的磁感应强度为 0，则 下列叙述正确的是( ) A．直导线中的电流方向垂直纸面向里 B．b 点的实际磁感应强度为 2 T，方 向斜向右上方，与 B 的夹角为 45° C．c 点的实际磁感应强度也为 0 D．d 点的实际磁感应强度与 b 点相同
安培定则
立体图
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第八章 磁 场
直线电流 通电螺线 环形电流 的磁场 管的磁场 的磁场
横截面图
纵截面图
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第八章 磁 场
特别提示：同一个图中可以根据磁感 线的疏密判定磁场的强弱；没有画出 磁感线的地方并不表示该处没有磁场 存在．
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第八章 磁 场
三、安培力的大小和方向
1．大小
(1)F＝BILsinθ(其中θ为 B与I之间的夹角)
图8－1－3
(2)磁场和电流垂直时F＝ __B_I_L__.
(3)磁场和电流平行时F＝0.
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第八章 磁 场
2．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 进入，并使四指指向_电__流___的方向， 这时_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．
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第八章 磁 场
(2)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I， 即F垂直于B和I决定的平面．(注意： B和I可以有任意夹角)
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第八章 磁 场
四、磁电式电流表的工作原理
1．磁场特点
(1)方向：沿_径__向___ 均匀辐射地分布．
图8－1－4
(2)大小：在距轴线等距离处的磁感应 强度大小_相__等___．
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第八章 磁 场
线电流在圆周上各处的磁感应强度大小 均为 1 T，但方向不同，在 b 处向上， 在 c 处向右，在 d 处向下，则 b、c、d 三处的实际磁感应强度分别为 2 T，方 向斜向右上方与 B 成 45°夹角；2 T，方 向向右； 2 T，方向斜向右下方与 B 成 45°夹角，选项 A、B 正确．
第八章 磁 场
第一节 磁场的描述 磁场对电 流一、磁场、磁感应强度 1．磁场 (1)基本性质：磁场对处于其中的磁体、 电流和运动电荷有_磁__力___的作用． (2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方 向．
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第八章 磁 场
2．磁感应强度 (1)物理意义：描述磁场强弱和方向．
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第八章 磁 场
二、磁感线及几种常见的磁场分布 1．磁感线 在磁场中画出一些曲线，使曲线上每 一点的_切__线___方向都跟这点的磁感应 强度的方向一致．
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第八章 磁 场
2．几种常见的磁场 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图8 －1－2所示)
图8－1－2
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第八章 磁 场
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第八章 磁 场
安培力作用下物体的平衡
例3 (满分样板10分) (2012·泉州模拟)如图 8－1－11所示，两平 图8－1－11 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＝
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第八章 磁 场
37°,在导轨所在区域内，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．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
特别提醒：(1)安培力的方向与磁感应 强度的方向垂直，而不是相同或相反, 这跟电场力与电场强度方向之间的关 系是不同的. (2)某些导体在安培力作用下可能会出 现平动与转动同时发生的情况.
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第八章 磁 场
即时应用 2．(2012·徐州模拟)如图8－1－6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( )
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第八章 磁 场
要点透析直击高考
一、安培定则的应用和磁场的叠加 1．安培定则的应用 在运用安培定则判定直线电流和环形 电流的磁场时应分清“因”和“果”.
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第八章 磁 场
原因(电流方向) 结果(磁场绕向)
直线电 流的磁
场 环形电 流的磁
场
大拇指 四指
四指 大拇指
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第八章 磁 场
2.磁场的叠加 磁感应强度是矢量，计算时与力的计算 方法相同，利用平行四边形定则或正交 分解法进行合成与分解． 特别提醒：两个电流附近的磁场的磁感 应强度是由两个电流分别独立存在时产 生的磁场的磁感应强度叠加而成的.
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第八章 磁 场
即时应用 1.(2011·高考大纲全国卷) 如图8－1－5，两根相互 平行的长直导线分别通 图8－1－5 有方向相反的电流I1和I2,且I1＞I2；a、 b、c、d为导线某一横截面所在平面内
F (2)定义式：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____，符号T.
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第八章 磁 场
3．安培分子电流假说 安培认为，在原子、分 子等物质微粒的内部， 图8－1－1 存在着一种环形电流——分子电流． 分子电流使每个物质微粒都成为微小 的_磁__体___，它的两侧相当于磁极(如 图8－1－1所示)．
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第八章 磁 场
【思路点拨】 由a点的实际磁感应 强度为0，根据安培定则判断出电流 方向，每一点的磁感应强度为电流的 磁场和匀强磁场的叠加，遵从矢量合 成法则．
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第八章 磁 场
【解析】 a点的实际磁感应强度为0， 是直线电流在a处的磁感应强度与匀强 磁场在该处的磁感应强度的矢量和为0, 所以直线电流在a处的磁感应强度B＝1 T，方向向左，由安培定则可得直导线 中的电流方向垂直纸面向里，由于圆周 上各点到直导线的距离相同，所以直
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第八章 磁 场
②安培力做负功：是将其他形式的能 转化为电能后储存起来或转化为其他 形式的能． 特别提醒：涉及安培力的运动问题， 用动能定理或能量守恒定律有时会比 较方便.
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第八章 磁 场