【赢在课堂】2014-2015高中物理(人教版)章末整合课件选修1-1 第二章 磁场

F⊥I
磁性材料
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专题一 正确理解地磁场
地球的磁场与条形磁铁的磁场相似, 其主要特点: ①地磁场的 N 极在地理南极附近, S 极在地理北极附近. ②地磁场的水平分量总是从地球南极指向北极; 而竖直分量则南 北相反, 在南半球竖直向上, 在北半球竖直向下. ③在赤道平面上, 距离地球表面高度相等的各点, 磁场强度相同, 且 方向水平.
描述 形象描述:磁感线
磁体
地磁场 蹄形磁铁 直线电流
电流
环形电流 通电螺线管
用安培定则判定
F = BIL B ⊥ I F=0 B∥I 对通电导线的作用力:安培力 方向:由左手定则判定 F ⊥ B 大小 作用 应用:电动机、电流表 对运动电荷的作用力:洛伦兹力 磁化与退磁 磁记录 方向:左手定则 应用:显像管
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例 3 如图所示, 金属棒 M N 放置在处于匀强磁场中的两条平 行金属导轨上, 与金属导轨组成闭合回路. 当回路通有电流( 电流方向如 图中所示) 时, 关于金属棒受到安培力 F 的方向和大小, 下列说法中正确 的有( ) A. F 方向向右 B. F 方向向左 C. 增大电流强度, F 增大 D. 增大磁感应强度, F 减小 解析: 由左手定则知: 导体棒受到的安培力向右, 选项 A 正确, B 不正 确; 由 F =B IL 知, C 正确, D 不正确. 答案: AC
解析: 指南针本身就是一个小磁铁, 它在地球的磁场中受力从而一 端指南, 一端指北, 指向南方的那个极是小磁针的 S 极. 选项 D 是它指向 南北的原因.
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专题二 安培定则的理解应用 1. 方法一: 在使用安培定则时要明确其适用的物理现象是电流产生
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解析: 根据安培定则, I1 与 I3 在 O 点处产生的磁感应强度方向相同, I2 在 O 点处产生的磁感应强度的方向与 B 1(B 3)垂直, 如图所示, 又知 B 1、 B 2、 B 3 的大小均为 B , 根据矢量运算定则可知 O 点的磁感应强度大小为:
的电流, 然后再根据安培定则判断出电子流的磁场.
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例 2 三根平行的直导线, 分别垂直地通过一个等腰直角三角 形的三个顶点, 如图所示, 现使每条通电导线在斜边中点 O 所产生的磁 感应强度的大小均为 B , 则该处的磁感应强度的大小和方向如何?
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迁移训练 1 指南针是我国古代四大发明之一, 东汉学者 王充在《论衡》一书中描述的“ 司南” 是人们公认的最早的磁性定向工 具, 关于指南针能指示南北方向是由于( )
A. 指南针的两个磁极相互吸引 B. 指南针的两个磁极相互排斥 C. 指南针能吸引铁、铝、镍等物质 D. 地磁场对指南针的作用 答案: D
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磁体的磁场 产生
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电流的磁效应发现者:奥斯特 电流的磁场 电流磁场的方向判断:安培定则 直线电流 环形电流
力的性质:对放入其中的运动电荷(电流)有力的作用 同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引 大小:������ = 定量描述:磁感应强度
F IL
单位:特斯拉(T)
方向:小磁针北极的受力方向 条形磁铁 外部从N指向S 内部从S指向N
B O = ������2 + (2B)2 = 5B 其方向在三角形平面内与斜边夹角 θ= arct an 2. 答案: 5B 与 I1、I2 连线夹角为 arct an 2.
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迁移训练 2 例 2 中其他条件不变, 只改变电流的流向, 讨论 O 点的磁感应强度大小有几种情况? 答案: 两种 5B 或 B
磁场. 用右手握住产生磁场的“ 物体” ——通电直导线或通电螺线管, 伸 直的大拇指和弯曲的四指分别代表了“ 直立量” 和“ 弯曲量” . “ 直立量” ——直线电流、环形电流和通电螺线管中心轴线上磁感 线方向. “ 弯曲量” ——直线电流的磁感线的环绕方向、环形电流方向和螺 线管的电流方向.
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例 1 为了解释地球的磁性, 19 世纪安培假设: 地球的磁场是 由绕过地心的轴的环形电流 I引起的. 在下列四图中, 正确表示安培假设 中环形电流方向的是( )
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解析: 地磁场是地理的南极附近出来, 进入地理的北极附近. 除两极 外地表上空的磁场都具有向北的磁场分量, 由安培定则, 环形电流外部 磁场方向向北可知, B 正确. A 图地表上空磁场方向向南, 故 A 错误. C 、D 在地表上空产生的磁场方向是东西方向, 故 C 、D 错误. 答案: B
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2. 方法二: 使用安培定则时要明确因果关系
因 果 导线中的电流 电流产生的磁场 四指指磁场环绕方向 安培定则 ↓ 直线电流 ↓ 环形电流 (通电螺线管) 四指指电 流绕向 大拇指指中心轴 线上磁场方向
大拇指指电流方向
3. 注意等效电流的磁场. 如电子流可以看作和电子流运动方向相反
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专题三 正确理解安培力
磁场对电流的作用为安培力, 当 B ∥I时, 安培力为 0, 当 B ⊥I时, 安培 力最大, 为 F =B IL; 安培力的方向由左手定则判定; 由几何知识知: 安培力 F 总是垂直于电流 I, 即 F ⊥I, F 总是垂直于 B , 即 F ⊥B , 也就是说安培力总 是垂直于 B 和 I所决定的平面, 通常用这个关系把空间转化为平面进行 受力分析解决问题.
解析: 不管电流怎样变化, I1与 I3 产生的磁场只有同向和反向两种情 况, 即 I1与 I3 在 O 点的合磁场为 2B 或 0, 而 I2在 O 点的磁场一定与 I1和 I3 的合磁场垂直, 故 O 点的磁感应强度大小有两种: B 1= (2������ )2 + ������2 = 5B , B 2=B .