第1講 磁場及其對電流的作用_第1頁
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文檔簡介

8/8課標(biāo)要求備考策略1.通過實驗,認(rèn)識磁場。了解磁感應(yīng)強(qiáng)度,會用磁感線描述磁場。體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。2.知道磁通量。3.通過實驗,認(rèn)識安培力。能判斷安培力的方向,會計算安培力的大小。了解安培力在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。4.通過實驗,認(rèn)識洛倫茲力。能判斷洛倫茲力的方向,會計算洛倫茲力的大小。5.能用洛倫茲力分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動。了解帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的偏轉(zhuǎn)及其應(yīng)用本章內(nèi)容是高考熱點(diǎn),應(yīng)對策略有:重點(diǎn)注意磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培定則、左手定則、科技儀器應(yīng)用的原理分析等基礎(chǔ)問題。著力提高運(yùn)動情景復(fù)雜、綜合性強(qiáng)的計算題的突破能力。包括依據(jù)運(yùn)動過程畫出粒子運(yùn)動軌跡草圖,再結(jié)合幾何關(guān)系分析的能力;空間想象、受力分析、運(yùn)動分析和功能關(guān)系分析能力;運(yùn)用物理規(guī)律綜合分析的能力;還要注意總結(jié)各類題型的共同特征第1講磁場及其對電流的作用考點(diǎn)一安培定則和磁場的疊加1.磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)磁場的基本性質(zhì)磁場對處于其中的磁體、電流和運(yùn)動電荷有的作用。(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度①物理意義:描述磁場的強(qiáng)弱和。②定義式:B=FIl(通電導(dǎo)線垂直于磁場)③方向:小磁針靜止時N極所指的方向。④單位:,符號為T。⑤矢量:合成時遵循。2.磁感線的特點(diǎn)(1)磁感線上某點(diǎn)的方向就是該點(diǎn)的磁場方向。(2)磁感線的疏密程度定性地表示磁場的。(3)磁感線是閉合曲線,沒有起點(diǎn)和終點(diǎn),在磁體外部,從指向;在磁體內(nèi)部,由指向。(4)同一磁場的磁感線不中斷、不、不相切。(5)磁感線是假想的曲線,客觀上并不存在。3.幾種常見的磁場(1)條形磁體和蹄形磁體的磁場(如圖所示)(2)電流的磁場直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場安培定則立體圖縱截面圖(3)勻強(qiáng)磁場磁場中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向,磁感線是疏密程度相同、方向相同的平行直線。(4)地磁場①地磁的N極在地理附近,S極在地理附近,磁感線分布如圖所示。②在赤道平面上,距離地球表面高度相等的各點(diǎn),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,且方向水平。③地磁場在南半球有豎直向上的分量,在北半球有豎直向下的分量。

?判斷小題1.磁場是客觀存在的一種物質(zhì),磁感線也是真實存在的。()2.磁場中的一小段通電導(dǎo)線在該處受力為零,此處磁感應(yīng)強(qiáng)度B不一定為零。()3.由定義式B=FIl可知,電流I越大,導(dǎo)線l越長,某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B就越小。(4.北京地面附近的地磁場方向是水平向北的。()1.【磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解】有人根據(jù)B=FIl提出以下說法,其中正確的是(A.磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與通電導(dǎo)線在磁場中所受的磁場力F成正比B.磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與Il的乘積成反比C.磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B不一定等于FD.通電直導(dǎo)線在某點(diǎn)所受磁場力為零,則該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度B為零2.【安培定則的應(yīng)用】電視機(jī)顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如圖所示,某時刻電流方向如圖所示,則環(huán)心O處的磁場方向()A.向上 B.垂直紙面向里C.向下 D.垂直紙面向外3.【磁場疊加問題】在正方形ABCD的中心有一以O(shè)點(diǎn)為圓心的鐵環(huán)(如圖所示)纏繞著通電絕緣導(dǎo)線,當(dāng)通電方向如圖所示時,O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0?,F(xiàn)在A、B、C、D四點(diǎn)放置如圖所示的通電直導(dǎo)線,電流如圖所示。已知正方形邊長為l,通電直導(dǎo)線周圍磁場B=kId,其中k為已知系數(shù),I為電流的大小,d為到通電導(dǎo)線的直線距離。則此時O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為(A.B=0 B.B=2kIl+C.B=4k2I2+B

磁場疊加的基本思路(1)確定磁場的場源是磁體還是電流。(2)確定空間中需求解磁場的位置(點(diǎn)),利用安培定則判定各個場源在該點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。如圖所示,BM、BN分別為電流M、N在c點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度。(3)應(yīng)用平行四邊形定則進(jìn)行合成,如圖中c點(diǎn)的合磁感應(yīng)強(qiáng)度為B??键c(diǎn)二安培力的分析與計算1.安培力的大小F=(其中θ為B與I之間的夾角)。(1)磁場和電流垂直時:F=。(2)磁場和電流平行時:F=。2.安培力的方向——應(yīng)用左手定則判斷(1)伸開左手,使拇指與其余四個手指,并且都與手掌在同一個平面內(nèi)。(2)讓磁感線從掌心垂直進(jìn)入,并使四指指向的方向。(3)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受的方向。?判斷小題1.在磁場中同一位置,電流元的電流越大,所受安培力也一定越大。()2.安培力的方向既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,又跟電流方向垂直。()3.通電導(dǎo)線與磁場不垂直,有一定夾角時,左手定則就不適用了。()1.安培力的方向安培力既垂直于B,也垂直于I,即垂直于B與I決定的平面。2.安培力公式F=BIl的應(yīng)用條件(1)I與B垂直。(2)l是指有效長度。彎曲通電導(dǎo)線的有效長度l等于連接導(dǎo)線兩端點(diǎn)的直線的長度,相應(yīng)的電流方向沿兩端點(diǎn)連線由始端流向末端,如圖所示。安培力方向的判斷【例1】法拉第電動機(jī)原理如圖所示。條形磁鐵豎直固定在圓形水銀槽中心,N極向上。一根金屬桿斜插在水銀中,桿的上端與固定在水銀槽圓心正上方的鉸鏈相連。電源負(fù)極與金屬桿上端相連,與電源正極連接的導(dǎo)線插入水銀中。從上往下看,金屬桿()A.在金屬桿和導(dǎo)線所在平面內(nèi)繞鉸鏈向上擺動 B.在金屬桿和導(dǎo)線所在平面內(nèi)繞鉸鏈向下擺動C.繞鉸鏈和磁鐵連線順時針轉(zhuǎn)動 D.繞鉸鏈和磁鐵連線逆時針轉(zhuǎn)動聽課記錄安培力大小的計算【例2】如圖所示,一根粗細(xì)均勻的金屬絲彎折成一直角三角形閉合線框,其中∠cab=37°,將其放入勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直三角形所在平面向里,若在ab間加一電壓U,則折線acb邊和ab邊受到的安培力大小之比為(sin37°=0.6,cos37°=0.8)()A.5∶7 B.4∶3C.4∶7 D.1∶1聽課記錄判斷安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動情況【例3】(2022·江蘇高考3題)如圖所示,兩根固定的通電長直導(dǎo)線a、b相互垂直,a平行于紙面,電流方向向右,b垂直于紙面,電流方向向里,則導(dǎo)線a所受安培力方向()A.平行于紙面向上B.平行于紙面向下C.左半部分垂直紙面向外,右半部分垂直紙面向里D.左半部分垂直紙面向里,右半部分垂直紙面向外聽課記錄【例4】如圖所示,兩個完全相同、互相垂直的導(dǎo)體圓環(huán)Q、P(Q平行于紙面,P垂直于紙面)中間用絕緣細(xì)線連接,通過另一絕緣細(xì)線懸掛在天花板下,當(dāng)Q有垂直紙面往里看逆時針方向的電流、同時P有從右往左看逆時針方向的電流時,關(guān)于兩圓環(huán)的轉(zhuǎn)動(從上向下看)以及細(xì)線中拉力的變化,下列說法中正確的是()A.Q逆時針轉(zhuǎn)動,P順時針轉(zhuǎn)動,Q、P間細(xì)線拉力變小B.Q逆時針轉(zhuǎn)動,P順時針轉(zhuǎn)動,Q、P間細(xì)線拉力變大C.Q順時針轉(zhuǎn)動,P逆時針轉(zhuǎn)動,Q、P間細(xì)線拉力變小D.Q順時針轉(zhuǎn)動,P逆時針轉(zhuǎn)動,Q、P間細(xì)線拉力變大聽課記錄判斷導(dǎo)體運(yùn)動情況的五種方法電流元法分割為電流元安培力方向→整段導(dǎo)體所受合力方向→運(yùn)動方向特殊位置法在特殊位置→安培力方向→運(yùn)動方向等效法(1)環(huán)形電流?小磁針(2)條形磁體?通電螺線管?多個環(huán)形電流根據(jù)同極相斥、異極相吸判斷作用力的方向進(jìn)而判斷運(yùn)動方向結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用中,無轉(zhuǎn)動趨勢,同向電流互相吸引,異向電流互相排斥;兩不平行的直線電流相互作用時,有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢轉(zhuǎn)換研究對象法先分析電流在磁體磁場中所受的安培力,然后由牛頓第三定律,確定磁體所受電流磁場的作用力

考點(diǎn)三安培力作用下的平衡和加速問題通電導(dǎo)線在磁場中的平衡和加速問題的分析思路(1)選定研究對象。(2)變?nèi)S為二維,如側(cè)視圖、剖面圖或俯視圖等,并畫出平面受力分析圖,其中安培力的方向要注意,F(xiàn)安⊥B、F安⊥I,如圖所示。(3)列平衡方程或牛頓第二定律方程進(jìn)行求解。安培力作用下的平衡問題【例5】(2022·湖南高考3題)如圖甲,直導(dǎo)線MN被兩等長且平行的絕緣輕繩懸掛于水平軸OO'上,其所在區(qū)域存在方向垂直指向OO'的磁場,與OO'距離相等位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等且不隨時間變化,其截面圖如圖乙所示。導(dǎo)線通以電流I,靜止后,懸線偏離豎直方向的夾角為θ。下列說法正確的是()A.當(dāng)導(dǎo)線靜止在圖甲右側(cè)位置時,導(dǎo)線中電流方向由N指向MB.電流I增大,靜止后,導(dǎo)線對懸線的拉力不變C.tanθ與電流I成正比D.sinθ與電流I成正比

安培力作用下的加速問題【例6】(多選)如圖所示,兩長度均為L的通電長直導(dǎo)線P、Q鎖定在傾角為θ的光滑絕緣斜面上,質(zhì)量分別為m、2m,兩導(dǎo)線中通入的電流大小相等,均為I,重力加速度大小為g,現(xiàn)在導(dǎo)線Q的中點(diǎn)施加一沿斜面向上的拉力F與此同時對兩導(dǎo)線解除鎖定,兩導(dǎo)線間距離不變并沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動。下列說法正確的是()A.兩導(dǎo)線中電流的方向可能相反B.

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