2012物理高三复习课件：8.1 磁感应强度 安培力.ppt

1、2012物理高三复习课件：8.1 磁感应强度 安培力主题内容要求说明磁场磁场、磁感应强度、磁感线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、洛伦兹力的方向洛伦兹力的公式带电粒子在匀强磁场中的运动质谱仪和回旋加速器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由近几年高考试题可以看出，每一套试卷中都有关于磁场的考题，考题形式既有选择题又有计算题，并且计算论述题的分值都较高。本章的高考热点，主要集中在：1.带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题，常常涉及圆心的确定、轨迹半径、运动时间及偏向角的计算，所涉及的磁场

2、，多为有界磁场或两种不同的匀强磁场。2.带电质点在复合场中的运动问题，常常涉及牛顿运动定律、圆周运动、动能定理及平衡状态等力学知识，形成具有较强综合性的考题。3.通电导体在磁场中的平衡问题。4.将磁场知识跟生活实际或现代科技手段相结合。如2009年高考广东物理卷的质谱仪、宁夏辽宁理综卷的电磁血流计和江苏物理卷的回旋加速器，题目新颖、灵活性高、综合性强。1.对本章的重要概念，如磁感应强度、磁感线、磁通量、安培力、洛伦兹力等要深刻理解、准确掌握。2.对各种磁场分布图如：条形磁铁的磁场、蹄形磁铁的磁场、同名磁极靠近区域的磁场、异名磁极靠近区域的磁场、通电直导线周围的磁场、通电螺线管的磁场、环形电流的

3、磁场等，要从立体图、横截面图、纵截面图等不同角度识记且能够根据处理问题的需要准确画出。3.针对安培定则，左手定则以及下一章中的右手定则易混的特点，复习时可通过比较、区别，反复练习的方法，从而达到准确应用。4.对安培力的复习，不但要明确其大小、方向，还要学会用“电流元法”“特殊位置法”“等效分析法”等方法。分析具体问题将立体图转化为平面图进行受力分析，是解决涉及到安培力的综合问题的有效途径。5.带电粒子在匀强磁场中的运动是本章的重点。涉及带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题要按定圆心、画轨迹、求半径的方法根据几何关系和运动学方程求解。6.本章知识与生产、生活、现代科技联系密切，如带电粒子在磁场

4、中的运动与质谱仪、回旋加速器、粒子速度选择器、等离子体发电机、电磁流量计等相联系，可以设计一些生产、生活中对这些知识应用的原型，让学生应用所学知识进行分析，提高学生应用知识解决实际问题的能力。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，然后利用左手定则准确判定导体的受力情况，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：要点安培力作用下物体运动方向的判断电流元法把整段弯曲导线分为多段直流电流元，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，从而确定导线运动的方向特殊位置法通电导线转动到某个便于分析的特殊

5、位置时，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。等效后再确定相互作用情况结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题,可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力,然后由牛顿第三定律,确定磁体所受电流磁场的作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向【例1】如图8-1-3所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当

6、导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)()A.顺时针方向转动，同时下降B.顺时针方向转动，同时上升C.逆时针方向转动，同时下降D.逆时针方向转动，同时上升热点一安培力作用下导体运动情况的判定【名师支招】判断通电导线在安培力作用下的运动时方法很多。关键在于根据不同的情况选择不同的解法。解决本题时应明确转动和下降是同时进行，不要因为用了两种方法而认为是两个过程。A【解析】(1)电流元法：设导线中心为O点，把直线电流等效为AO、OB两段电流元，由左手定则可以判断出AO段受力方向垂直纸面向外，OB段受力方向垂直纸面向内，因此，从上向下看AB将以中心O为轴顺时针转动。(2)特殊位置法：

7、用导线转过90的特殊位置来分析，根据左手定则判得安培力的方向向下，故导线在顺时针转动的同时向下运动。故选A。图8-1-31如图8-1-4所示，在光滑的水平桌面上放着一个矩形导线框abcd，其中通有顺时针方向的电流。在矩形线框的左侧固定着一个长直导线MN，MN与ad边平行，并与线框在同一平面内。当长直导线MN中通有自下而上的电流时，矩形线框将()A.沿光滑桌面向左移动B.沿光滑桌面向右移动C.以ad边为轴逆时针转动D.以ab边为轴转动A图8-1-4【例2】如图8-1-5所示，在倾角=30的斜面上，固定一金属框架，宽L=0.25 m，接入电动势E=12 V、内阻不计的电池。在框架上放有一根质量m=

8、0.2 kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数=，整个装置放在磁感应强度B=0.8 T、垂直框架向上的匀强磁场中。当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？框架与棒的电阻不计，g取10 m/s2。热点二安培力作用下物体的平衡图8-1-5【名师支招】有关安培力的平衡问题往往涉及到三维立体空间问题，处理相关安培力问题时，画出导体棒的横截面受力图，变三维为二维便可变难为易，迅速解题。【解析】(1)当变阻器R取值较小时，I较大，安培力F较大，会使金属棒产生沿框架上滑的趋势，因此，框架对棒的摩擦力沿框架向下，如图8-1-6(1)所示。金属棒刚好不上滑时满足平衡条件B(E/R1)L-

9、mgcos-mgsin=0，R1=BEL/mg(sin+cos)=1.6。(2)当变阻器R取值较大时，I较小，安培力F较小，在金属棒重力分力mgsin作用下，使棒有沿框架下滑的趋势，框架对棒的摩擦力沿框架向上，如图8-1-6(2)所示。金属棒刚好不下滑时满足平衡条件B(E/R2)L+mgcos-mgsin=0，得R2=BEL/mg(sin-cos)=0.8120.25/0.210(0.5-)=4.8 所以R的取值范围应为1.6 R4.8。图8-1-6【答案】1.6 R4.8 2【答案】(1)mg/k (2)M端 (3)2.5 A (4)0.10 T图8-1-7为一电流表的原理示意图。质量为m的

10、匀质细金属棒MN的中心处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧劲度系数为k。在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)若要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)若k=2.0 N/m，ab=0.2 m，bc=0.050 m，B=0.20 T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)若将量程扩大2倍，磁感应强度变为多大？图8-1-7