2016届高三物理（沪科版）一轮复习课件：X3-1-8-1 磁场的描述及磁场对电流的作用 .ppt

1、强基固本考点突破强基固本考点突破考点内容要求命题规律复习策略磁场、磁感应强度、磁感线(1)磁感应强度的理解和计算；(2)安培力、洛伦兹力的特点；(3)有界磁场中的临界问题；(1)注重以受力分析为基础，根据平衡条件分析通电导线的受力和运动情况；(2)注重应用牛顿第二定律结合圆周运动的知识分析带电粒子在磁场中的运动；通电直导线和通电线圈周围磁场的方向安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力洛伦兹力、洛伦兹力的方向强基固本考点突破洛伦兹力公式(4)带电粒子在匀强磁场中的多解问题；(5)带电粒子在组合场和复合场中的运动(3)注重实际应用，如质谱仪、回旋加速器、霍尔元件、磁流体发电机、速度选择器等的原理都

2、可能成为命题背景；(4)注重应用数学方法解决物理问题能力的培养带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪和回旋加速器说明：(1)安培力的计算只限于电流与磁感应强度垂直的情形；(2)洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形。强基固本考点突破第1课时 磁场的描述及磁场对电流的作用强基固本考点突破知识点一、磁场、磁感应强度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：小磁针的所受磁场力的方向。磁场力N极强基固本考点突破强弱方向N极强基固本考点突破3匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小、方向的磁场称为匀强磁场。(2)特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线。处处相等处处相同强

3、基固本考点突破知识点二、磁感线 通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1磁感线在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲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)常见磁体的磁场切线强基固本考点突破(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强基固本考点突破横截面图纵截面图强基固本考点突破知识点三、安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力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。BILsin BIL强基固本考点突破2安培力的方向(1)用左手定则判定：

4、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，并使四指指向的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受的方向。(2)安培力的方向特点：FB，FI，即F垂直于决定的平面。电流安培力B和I强基固本考点突破思维深化判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)奥斯特发现了电流可以产生磁场。()(2)磁感线是客观存在的，磁感线上各点的切线方向表示该点的磁场方向。()(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)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)强基固本考点突破题

5、组 自 测题组一 磁感线与磁感应强度的理解1(多选)下列说法中正确的是()A磁感线可以表示磁场的方向和强弱B磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极C磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场D放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极强基固本考点突破解析磁感线能够用来表示磁场的强弱和方向，A正确；磁感线是闭合的曲线，不是终止于S极，B错；磁铁和电流均能产生磁场，C正确；小磁针的N极指向应根据磁感线的切线方向进行判断，小磁针的N极在螺线管内部应指向通电螺线管的N极，D错。答案 AC强基固本考点突破2在如图所示的四幅图中，正确标明通电导线所受安培力F方向的是()

6、题组二 安培定则、左手定则的理解与应用强基固本考点突破解析根据左手定则可知：A、B、C图中安培力方向应向下，D图中安培力垂直于电流和磁场向纸外，故正确答案为B。答案 B强基固本考点突破3.(多选)如图1所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线(电流方向如箭头方向)，发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是()图1强基固本考点突破解析 由左手定则可知方框内装置产生的磁场在通电导线处的方向应向外，根据安培定则可知，选项C、D满足要求。答案 CD强基固本考点突破题组三 安培力公式(FBIl)的应用4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

7、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 N B2.5105 NC9104 N D4102 N强基固本考点突破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，其大小为FBIL51052040 N4102 N。答案 D强基固本考点突破5.如图2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2强

8、基固本考点突破强基固本考点突破强基固本考点突破考点一 安培定则的应用和磁场的叠加 1安培定则的使用电流方向磁场方向直线电流的磁场大拇指四指环形电流及通电螺线管的磁场四指大拇指强基固本考点突破2磁场的叠加：磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边行定则。强基固本考点突破【例1】三根平行的长直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，三导线中电流方向相同，A、B两导线中的电流大小相同，如图3所示，已知导线A在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为B，导线C在斜边中点O处所产生的磁场的磁感应强度大小为2B，则O处的磁感应强度的大小和方向为()图3强基固本考点突破强基固本考点突破解析由安培

9、定则知导线A、B在O处产生的磁感应强度大小相等，方向相反，互相抵消，所以O处的磁感应强度即为导线C所产生的磁感应强度，即大小为2B，由安培定则可判定其方向沿OA方向，A、B、C错，D对。答案 D强基固本考点突破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。强基固本考点突破【变式训练】1.(多选)(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4所示。a、b和c三点分别位

10、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()图4强基固本考点突破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解析由于通过三条导线的电流大小相等，结合右手螺旋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强基固本考点突破考点二 安培力的分析与计算 1计算安培力公式FBIL，应用时要注意：(1)B与L垂直；(2)L是有效长度公式FI

11、LB中L指的是“有效长度”。当B与I垂直时，F最大，FILB；当B与I平行时，F0。弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点线段的长度(如图5所示)；相应的电流沿L由始端流向末端。强基固本考点突破2方向：根据左手定则判断。图5强基固本考点突破【例2】(2014新课标全国卷，15)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是()A安培力的方向可以不垂直于直导线B安培力的方向总是垂直于磁场的方向C安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半强基固本考点突破强基固本考点突破【变式训练】2.如图6所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为

12、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()图6强基固本考点突破A0 B0.5BIlCBIlD2BIl解析导线有效长度为2lsin 30l，所以该V形通电导线受到的安培力大小为BIl，选C。答案 C强基固本考点突破考点三 安培力作用下导体的平衡问题【例3】如图7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()图7强基固本考点突破A棒中的电流变大，角变大B两悬线等长变短，角变

13、小C金属棒质量变大，角变大D磁感应强度变大，角变小强基固本考点突破(1)金属棒MN处于平衡状态，所受合力为零。(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：BIlmgtan。强基固本考点突破强基固本考点突破1求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路强基固本考点突破2求解关键(1)电磁问题力学化。(2)立体图形平面化。强基固本考点突破【变式训练】3(2014南昌市调研考试)水平面上有U形导轨NM、PQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电源，现垂直于导轨搁一根质量为m的金属棒ab，棒与导轨间的动摩擦因数为(滑动摩擦力略小于最大静摩擦力)，通过棒的电流强度为I，并加一个范围较

14、大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于金属棒ab，与垂直导轨平面的方向夹角为，如图8所示，金属棒处于静止状态，重力加速度为g，则金属棒所受的摩擦力大小为()强基固本考点突破ABILsin BBILcos C(mgBILsin)D(mgBILcos)图8 强基固本考点突破解析金属棒处于静止状态，其合力为零，对其进行受力分析，如图所示，在水平方向有BILcos f0，fBILcos，选项B正确，选项A、C、D错误。答案B强基固本考点突破考点四 安培力作用下导体运动情况的判定常用方法强基固本考点突破强基固本考点突破【例4】一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图9所示，如果直导线

15、可以自由地运动且通以由a到b的电流，则关于导线ab受磁场力后的运动情况，下列说法正确的是()图9 强基固本考点突破A从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B从上向下看顺时针转动并远离螺线管C从上向下看逆时针转动并远离螺线管D从上向下看逆时针转动并靠近螺线管强基固本考点突破解析 方法一：电流元法由安培定则可判定通电螺线管产生的磁场方向，导线等效为Oa、Ob两电流元，由左手定则可判定两电流元所受安培力的方向，如图所示，所以从上向下看导线逆时针转动，当转过90时再用左手定则可判定导线所受磁场力向下，即导线在逆时针转动的同时还要靠近螺线管，D对。强基固本考点突破方法二：结论法结论1：两电流相互平行时无转动趋

16、势，电流方向相同时相互吸引，电流方向相反时相互排斥。结论2：两电流不平行时，将发生转动，有转到两电流相互平行且方向相同的趋势。通电螺线管上部离导线近，所以只考虑这部分电流与导线的作用，此时螺线管相当于垂直纸面向里的直导线，由结论2可知导线ab受磁场力后(从上向下看)逆时针转动并靠近螺线管，D对。答案 D强基固本考点突破强基固本考点突破【变式训练】4(多选)如图10所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是()图10 强基固本考点突破A弹簧长度将变长B弹簧长度将变短CF1F2DF1F2强基固本考点突破解析 如图甲所示，导体棒处的磁场方向指向右上方，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向垂直于磁场方向指向右下方，根据牛顿第三定律，对条形磁铁受力分析，如图乙所示，所以N1N2即台秤示数F1F2，在水平方向上，由于F有向左的分力，磁铁压缩弹簧，所以弹簧长度变短。答案BC