2015届高三物理大一轮复习（人教版适用）课件：第8章第1讲磁场的描述及磁场对电流的作用（梳理深化多维课堂61张PPT）.ppt

1、梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升第1讲 磁场的描述及磁场对电流的作用梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升1.磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有_的作用(2)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向2磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的_和_.(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：特斯拉(T)磁场、磁感应强度(考纲要求)磁场力强弱方向N极梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升3匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小_、方向_的磁

2、场称为匀强磁场(2)特点匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线.处处相等处处相同梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)通电导线在某处所受安培力为零时，此处的磁感应强度一定为零()(2)小磁针在磁场中N极的受力方向为该处磁场的方向()(3)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有关()(4)磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致()答案(1)(2)(3)(4)梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升磁场的方向(考纲要求)1磁感线在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲

3、线上各点的_方向跟这点的磁感应强度方向一致2几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场磁感线 通电直导线和通电线圈周围切线梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升(2)电流的磁场通电直导线通电螺线管环形电流安培定则立体图横截面图纵截面图梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升匀强磁场中的安培力(考纲要求)1安培力的大小当磁感应强度B的方向与导线方向成角时，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)磁场和电流垂直时：F_.(2)磁场和电流平行时：F0.安培力、安培力的方向(考纲要求)BILsinBIL梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升

4、2安培力的方向(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_，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受_.(2)安培力的方向特点：FB，FI，即F垂直于_决定的平面电流的方向安培力的方向B和I梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)磁感线是为了形象地描述磁场而人为引入的曲线，并不是客观存在着的线()(2)磁感线越密，磁场越强()(3)通电导线放入磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零()(4)安培力一定不做功()答案(1)(2)(3)(4)梳理深化 强基固本多

5、维课堂 热点突破思维建模 素养提升基础自测梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升解析磁感应强度是磁场本身的性质，与放入磁场中的导体的电流或受力大小F无关，A错误；磁感应强度B是矢量，其方向与F总是垂直的，电流方向与F也总是垂直的，B、C错误；在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，由磁场本身决定，与其他外来的一切因素无关，用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，D正确答案 D梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升2(单选)一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如下图中箭头所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面

6、向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()解析通电导线在磁场中受安培力时，可用左手定则判断安培力的方向答案 D梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升3(单选)在赤道上，地磁场可以看作是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5105 T如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40 m，载有20 A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是()A4108 NB2.5105 NC9104 ND4102 N解析磁场方向是南北方向，电流方向是东西方向，它们相互垂直，可以利用公式FBIL来计算此安培力的大小答案 D梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升4(单

7、选)两根长直导线a、b平行放置，如图811所示为垂直于导线的截面图，图中O点为两根导线连线ab的中点，M、N为ab的中垂线上的两点且与a、b等距，两导线中通有等大、同向的恒定电流，已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比，则下列说法中正确的是()图811梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升AM点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同BM点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零D若在N点放一小磁针，静止时其北极沿NO由N点指向O点解析由安培定则、通电直导线周围磁场特点及矢量的合成知BM垂直MN向下，BN

8、垂直MN向上，且BMBN；而O点的磁感应强度BO0，B对，A、C错；若在N点放一小磁针，静止时其北极垂直MN向上答案 B梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升5(单选)如图812所示，AC是一个用长为L的导线弯成的、以O为圆心的四分之一圆弧，将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中当在该导线中通以由C到A，大小为I的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是()图812梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升1磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则2不同情况下安培定则的应用热

9、点一 磁场的叠加和安培定则的应用安培定则(右手螺旋定则)作用判断电流的磁场方向内容具体情况直线电流环形电流或通电螺线管条件(电流方向)大拇指指向电流的方向四根手指弯曲方向指向电流的环绕方向结果(磁场方向)四根手指弯曲方向表示磁感线的方向大拇指指向表示轴线上的磁感线方向梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升【典例1】(2013海南卷，9)三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中通过的电流均为I，方向如图813所示a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B1、B2和B3，下列说法正确的是(

10、)图813梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升AB1B2B3BB1B2B3Ca和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里Da处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升解析本题考查磁场的叠加，由于通过三条导线的电流大小相等，结合右手定则可判断出三条导线在a、b处产生的合磁感应强度垂直纸面向外，在c处垂直纸面向里，且B1B2B3，故选项A、C正确答案 AC梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升反思总结 求解有关磁感应强度问题的关键(1)磁感应强度由磁场本身决定(2)合磁感应强度等于各

11、磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定则)(3)牢记判断电流的磁场的方法安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型(记住5种常见磁场的立体分布图)梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升【跟踪短训】1(2013上海卷，13)如图814所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是()图814梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升解析通电螺线管外部中间处的磁感应强度最小，所以用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是C.答案 C梳理深化 强基固本多维课堂 热

12、点突破思维建模 素养提升2如图815所示，一根通电直导线放在磁感应强度B1 T的匀强磁场中，在以导线为圆心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，若a点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是()图815梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升通电导体在磁场中受到的安培力(1)方向：根据左手定则判断F、B、I三者间方向关系：已知B、I的方向(B、I不平行时)，可用左手定则确定F的唯一方向FB，FI，则F垂直于B和I所构成的平面，但已知F和B的方向，不能唯一确定I的方向热

13、点二 安培力作用下导体的平衡问题梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升(2)大小：由公式FBIL计算，且其中的L为导线在磁场中的有效长度如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图816所示图816梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升【典例2】(2012天津卷，2)如图817所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为.如果仅改变下列某一个条件，角的相应变化情况是()A棒中的电流变大，角变大B两悬线等长变短，角变小C金属棒质

14、量变大，角变大D磁感应强度变大，角变小图817梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升审题指导(1)金属棒MN处于_状态(2)沿MN方向看，画出MN的受力图_(3)利用平衡条件列出平衡方程_.提示(1)平衡(2)(3)BIlmgtan 梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升答案 A梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升反思总结1求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升【跟踪短训】3如图818所示，质量为m、长为L的导体棒电阻为R，初始时静止于光滑的水平轨道上，电源电动势为E，内阻不计匀强磁场的磁

15、感应强度为B，其方向与轨道平面成角斜向上方，开关闭合后导体棒开始运动，则()图818梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升4如图819所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x.当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是()图819梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模

16、 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升解析要使a恰能在斜面上保持静止，由安培定则可知b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度方向应向上，A正确a的受力如图甲所示梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升方法阐述及实例分析思想方法 13.判断通电导体(或磁铁)在安培力作用下运动的常用方法具体方法实例分析电流元法把整段电流等效分成很多电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向，注意一般取对称的电流元分析判断能自由移动的导线运动情况把直线电流等效为A

17、O、BO两段电流元，蹄形磁铁磁感线分布以及两段电流元受安培力方向如图所示可见，导线将沿俯视逆时针方向转动梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升具体方法实例分析特殊位置法根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置用导线转过90的特殊位置(如图所示的虚线位置)来分析，判得安培力方向向下，故导线在逆时针转动的同时向下运动等效分析法环形电流可以等效为小磁针(或条形磁铁)，条形磁铁也可等效成环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁判断环形电流受到的安培力方向把环形电流等效成如图所示右边的条形磁铁，可见两条形磁铁相互吸引，不会有转动电流受到的安培力

18、方向向左梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升具体方法实例分析结论法(1)两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥(2)两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势判断光滑杆上的同向电流的运动方向同向电流直接相吸，两个环形电流会相互靠拢转换研究对象法定性分析磁体在电流产生的磁场中受力方向时，可先判断电流在磁体磁场中的受力方向，然后再根据牛顿第三定律判断磁体受力方向判断图中所示磁铁受到的地面摩擦力方向电流受到的磁铁的作用力方向如图所示，所以反过来电流对磁铁的作用力方向斜向右下可知地面对磁铁的作用力方向向左梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养

19、提升【典例】一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图8110所示当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将()A不动B顺时针转动C逆时针转动D在纸面内平动图8110梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升解析方法一(电流元分析法)把线圈L1沿水平转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成无数段直线电流元，电流元处在L2产生的磁场中，根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上，由左手定则可得，上半部分电流元所受安培力均指向纸外，下半部分电流元所受安培力均指向纸内，因此从左向右看线圈L1将顺时针转动梳理深化 强基固本多维课

20、堂 热点突破思维建模 素养提升方法二(等效分析法)把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I2的中心，小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向，由安培定则知I2产生的磁场方向在其中心处竖直向上，而L1等效成小磁针后，转动前，N极指向纸内，因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L1将顺时针转动方法三(利用结论法)环形电流I1、I2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得，从左向右看，线圈L1将顺时针转动答案 B梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升反思总结 判断通电导体在安培力作用下的运动问题时应注意以下两点：(1)同一问题

21、可以用多种判断方法分析，可以根据不同的题目选择恰当的判断方法(2)同一导体在安培力作用下，运动形式可能会发生变化，要根据受力情况进行判断梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升即学即练如图8111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FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是()图8111梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升AFN1FN2，弹簧的伸长量增大DFN1FN2，弹簧的伸长量减小解析采用“转换研究对象法”

22、：由于条形磁铁的磁感线是从N极出发到S极，所以可画出磁铁在导线A处的一条磁感线，此处磁感应强度方向斜向左下方，如图，导线A中的电流垂直纸面向外，由左手定则可判断导线A必受斜向右下方的安培力，梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升由牛顿第三定律可知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对斜面的压力减小，FN1FN2.同时，由于导线A比较靠近N极，安培力的方向与斜面的夹角小于90，所以电流对磁铁的作用力有沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大，所以正确选项为C.答案 C梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升附：对应高考题组1(2012大纲全国卷

23、，18)如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升AO点处的磁感应强度为零Ba、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反Cc、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同Da、c两点处磁感应强度的方向不同梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升解析 根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解根据安培定则判断：两直线电流在O点

24、产生的磁场方向均垂直于MN向下，O点的磁感应强度不为零，故A选项错误；a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故B选项错误；根据对称性，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C选项正确；a、c两点的磁感应强度方向相同，故D选项错误答案 C梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升2(2012海南单，10)如图中所示装置可演示磁场对通电导线的作用电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动下列说法正确的是()梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破

25、思维建模 素养提升A若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升解析若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L向左滑动，A项错误，同理判定B、D选项正确，C项错误答案 BD梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升3(2011课标全国理综，14)为了解释地球的磁性，19世纪安培假设：地球的磁

26、场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升解析地磁场的N极在地球南极附近，地磁场的S极在地球北极附近，根据安培定则，可判定电流方向为顺时针方向(站在地球的北极向下看)，选项B正确，选项A、C、D错误答案 B梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升4(2011大纲全国，15)如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2，且I1I2；a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直，磁感应强度可能为零的点是()Aa点 Bb点Cc点 Dd点梳理深化 强基固本多维课堂 热点突破思维建模 素养提升解析由于I1I2，且离导线越远产生的磁场越弱，在a点I1产生的磁场比I2产生的磁场要强，A错，同理，C对I1与I2在b点产生的磁场方向相同，合成后不可能为零，B错d点两电流产生的磁场B1、B2不共线，合磁场不可能为0，D错答案 C