2014高考物理一轮课件 第8章 第1单元 磁场的描述 磁场对电流的作用.ppt

1、第1页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训第八章磁场第2页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训第3页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训磁场、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第4页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训怎么考对本章知识的考查频率较高的是与洛伦兹力有关的带电粒子在匀强磁场

2、或复合场中的运动，其次是与安培力有关的通电导体在磁场中的加速或平衡问题，另外本章知识常与电场、恒定电流以及电磁感应、交变电流等知识联系综合考查，题型主要有选择题和计算题，难度中等偏上第5页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训怎么办复习时应侧重对磁场、磁感应强度、磁感线、地磁场、安培力、洛伦兹力等基本概念的理解，掌握对电流在磁场中、带电粒子在磁场中的受力分析和运动分析，结合牛顿运动定律、运动学知识、圆周运动问题及功和能的关系等知识进行综合分析第6页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训第一单元 磁场的描述 磁场

3、对电流的作用第7页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训核心考点导学第8页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训师说：本节内容是磁场和电磁感应的基础，涉及到磁感应强度概念及其叠加，典型磁场(包括地磁场)的磁感线分布，磁通量、合磁通量及磁通量的变化，电流的磁效应、安培定则等知识点，高考题一般是在这些知识点的基础上综合其他知识命题，对其他知识进行重点考查可以预测今后高考也将突显这一特点，同时要注意实际应用的事例.第9页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训一、磁场1.磁场的

4、产生：磁体或在其周围的空间产生磁场2.基本性质：对放入其中的磁体、有力的作用磁体与磁体、磁体与通电导体、通电导体和通电导体之间的相互作用都是通过磁场来完成的3.磁场的方向：规定为小磁针静止时极所指的方向通电导体通电导体N第10页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训强弱方向特斯拉矢量N第11页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训三、磁通量1.公式：.2.单位：，符号：Wb.3.适用条件：(1)匀强磁场；(2)S是垂直磁场并在磁场中的有效面积BS韦伯第12页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视

5、窗考向案例研究限时规范特训(1)多匝线圈的磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线条数相同，而磁感线条数可表示磁通量的大小(2)磁通量是标量，其正、负值仅表示磁感线是正向还是反向穿过线圈平面第13页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训1对磁感应强度的理解(1)磁感应强度由磁场本身决定，就像电场强度由电场本身决定一样，跟该位置放不放通电导线无关联动体验：电荷在电场中一定受静电力作用，而电流在磁场中一定受安培力的作用吗？第14页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(4)磁感应强度是矢量

6、，其方向是放入其中的小磁针静止时N极的指向，不是磁场中电流所受磁场力的方向，而是与受到磁场力的方向垂直第15页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训2.磁感应强度B与电场强度E的比较第16页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(1)电场强度的方向和电荷受力方向相同或相反，而磁感应强度的方向和电流受力方向垂直(2)电荷在电场强度不为零的地方一定受电场力，电流在磁感应强度不为零的地方不一定受磁场力第17页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训3.磁通量概念的理解(1)BS

7、，SScos其中S为S在垂直于B平面上的投影，如图甲所示第18页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(2)面积S的含义：S不一定是某个线圈的真正面积，而是线圈在磁场范围内的面积如图乙所示，S应为线圈面积的一半(3)多匝线圈的磁通量：多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线条数相同第19页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(4)合磁通量求法：若某个平面内有不同方向的磁场共同存在，当计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁

8、通量的代数和等于这个平面内的合磁通量.第20页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训1关于磁感应强度，下列说法正确的是()A一小段通电导线放在B为零的位置，那么它受到的磁场力也一定为零B通电导线所受的磁场力为零，该处的磁感应强度也一定为零C放置在磁场中1 m长的通电导线，通过1 A的电流，受到的磁场力为1 N，则该处的磁感应强度就是1 TD磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同第21页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训解析：求解此题应把握以下两点：(1)磁感应强度只取决于磁场本身，与试探电

9、流元无关(2)电流在磁场中所受的安培力大小与电流方向和磁场方向有关，安培力的方向与磁感应强度方向垂直，满足左手定则第22页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训根据磁感应强度的定义，A选项对B选项通电导线(电流I)与磁场方向平行时，磁场力为零，磁感应强度不为零，B选项错C选项只有通电导线(电流I)与磁场方向垂直时，该处磁感应强度大小才为1 T，C选项错D选项B与F方向一定垂直，D选项错答案：A第23页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训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该点的磁感应强

10、度方向一致2.电流的磁场(1)奥斯特实验：奥斯特实验发现了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了的联系切线电和磁第24页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(2)安培定则通电直导线：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是的环绕方向通电螺线管：让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，所指的方向就是环形电流中轴线上的磁感线的方向或螺线管内部磁感线的方向电流磁场拇指第25页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训1对磁感线的理解(1)磁感线的特点磁感线是为了形象地描述

11、磁场而人为假设的曲线，并不是客观存在于磁场中的真实曲线第26页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训联动体验：没有画磁感线的地方一定没有磁场存在吗？磁感线在磁体(螺线管)外部由N极到S极，内部由S极到N极，是闭合曲线磁感线的疏密表示磁场的强弱磁感线较密的地方磁场较强，磁感线较疏的地方磁场较弱磁感线上任何一点的切线方向，都跟该点的磁场(磁感应强度)方向一致磁感线不能相交，也不能相切第27页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(2)磁感线和电场线的比较磁感线电场线不同点闭合曲线起始于正电荷、终止于负电荷相似点引入

12、目的形象描述场而引入的假想线，实际不存在疏密场的强弱切线方向场的方向相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)第28页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训2.几种典型的磁场(1)磁体的磁场和地磁场第29页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(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第30页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训2磁场中某区域的磁感线如图所示，则()第31页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范

13、特训Aa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbBa、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbC同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大D同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小解析：磁感线的疏密描述磁感应强度的大小，BaI2；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点第48页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训解析由安培定则画出a、b、c、d的磁感线的分布图，由图可知电流I1、I2在a、c两点的磁场方向相反

14、，这两点处的磁感应强度可能为零，又I1I2，故磁感应强度为零的点距I1距离应比I2大，故C正确，A、B、D均错误答案C第49页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训例22012海南，10图中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()第50页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训A若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L

15、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向左滑动第51页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(一)解读审题视角本题考查安培定则和左手定则安培定则用来判定电流的磁场方向，左手定则用来判定电流的受力方向第52页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(二)名师分析解题若a接正极，b接负极，由安培定则知，磁场向上，e接正极，f接负极，导体棒中电流向外，根据左手定则，导体棒受力向左，向左滑动，

16、A错；若a接正极，b接负极，磁场向上，e接负极，f接正极，导体棒中电流向里，根据左手定则，导体棒受力向右，向右滑动，B对；若a接负极，b接正极，磁场向下，e接正极，f接负极，导体棒中电流向外，根据左手定则，导体棒受力向右，向右滑动，C错；若a接负极，b接正极，磁场向下，e接负极，f接正极，导体棒中电流向里，根据左手定则，导体棒受力向左，向左滑动，D对第53页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(三)调用所学解题(BD)(四)一语道破天机把握安培定则只须记清手形：当大拇指指向电流方向时弯曲的四指方向必为磁场方向；当大拇指指向磁场方向时弯曲的四指方向必为

17、电流方向第54页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(五)同类跟踪训练22011课标，14,6分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引起的在下列四个图中，正确表示安培假设中环形电流方向的是()第55页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训解析地磁场是从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

18、案：B第56页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训例32012上海，32载流长直导线周围磁场的磁感应强度大小为BkI/r，式中常量k0，I为电流强度，r为距导线的距离在水平长直导线MN正下方，矩形线圈abcd通以逆时针方向的恒定电流，被两根等长的轻质绝缘细线静止地悬挂，如图所示第57页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训开始时MN内不通电流，此时两细线内的张力均为T0.当MN通以电流强度为I1的电流时，两细线内的张力均减小为T1；当MN内的电流强度变为I2时，两细线的张力均大于T0.(1)分别指出电流强度为

19、I1、I2的电流的方向；(2)求MN分别通以电流强度为I1和I2的电流时，线圈受到的安培力F1与F2大小之比；(3)当MN内的电流强度为I3时两细线恰好断裂，在此瞬间线圈的加速度大小为a，求I3的大小第58页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(一)解读审题视角本题考查安培力与力学的综合，先对线圈进行受力分析，再根据平衡条件和牛顿第二定律求解(二)名师分析解题(1)由题意，通I1时张力减小，I1与线圈有引力I1方向与ab中电流相向即向左电流为I2时，张力大于T0，说明I2与线圈有斥力，I2方向向右第59页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单

20、元精彩视窗考向案例研究限时规范特训第60页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训第61页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(三)一语道破天机与安培力有关的力学问题其一是综合性其二是空间性要善于将立体图转化为平面图，然后再分析，综合求解第62页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(四)同类跟踪训练3如图所示，质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O，并处于匀强磁场中导线中通以沿x轴正方向的电流I，悬线与竖直方向的夹角为，且导线保持静止，则磁感应强度的方向和大

21、小可能为()第63页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训第64页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训答案BC第65页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训单元精彩视窗第66页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训【选题典型秀】例1如图所示，原来静止的圆形线圈通过顺时针方向的电流I，在其直径AB上靠近B点处放一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，长直导线中通以垂直于纸面向里方向的电流I，则在电流I的磁场作用下圆形线圈将()第

22、67页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训A仅向左平动B仅向右平动C从左向右看，以直径AB为轴顺时针转动同时向左靠近直导线D静止不动答案：C第68页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训例2如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为FN1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为FN2，则以下说法正确的是()第69页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训A弹簧长度将变长B弹簧长

23、度将变短CFN1FN2DFN1FN2，故选项B、C正确答案：BC第71页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训【备考角度说】No.1 角度：综合分析磁场中相互作用的类型通常有电流和电流的相互作用、电流和磁体的相互作用、磁体和磁体的相互作用等几种类型分析磁场中相互作用的方法如下：(1)磁体与磁体之间的相互作用根据“同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引”进行分析、判断第72页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(2)判断电流在磁场中的受力时，可直接用左手定则；或把电流看成很多的小电流元，利用左手定则判断每一个电流元

24、所受的安培力；得出整体所受的安培力，或者直接利用两个重要的结论进行判断(3)判断磁体在磁场中所受安培力的情况时，一般会用到等效的思想第73页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训No.2 角度：探究分析方法一：电流元法电流I产生的磁场如图所示，通电圆线圈处在I所产生的磁场中，把圆形线圈看成很多的小电流元，先在直径AB上方的线圈上任取一个电流元，如电流元a，其所在处的磁场方向如图所示，根据左手定则可以判断得出，a所受的安培力垂直于纸面向外，从而可以判断直径AB上方的线圈所受的安培力是垂直于纸面向外的；同理可以判断直径AB下方的线圈所受的安培力垂直于纸面向

25、里，因此圆形线圈将以直径AB为轴转动同时，随着线圈的转动，线圈的左、右两部分受电流I的安培力的合力向左，线圈向左靠近直导线第74页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训方法二：等效法将圆形线圈等效为一“条形磁铁”，外端为S极，里端为N极，此“条形磁铁”处在电流I产生的磁场中，其所在处的磁场的方向是竖直向上的，如图所示因此S极所受的磁场的作用力向下，N极所受的磁场的作用力向上，从而可以推断圆形线圈将以直径AB为轴转动，同时向左靠近直导线第75页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训方法三：重要结论的应用结论1：两

26、电流相互平行时无转动趋势，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，有转动到两电流相互平行且方向相同的趋势第76页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训把圆形线圈以圆心O为界分成左右两部分，由于右边的部分离电流I近，所以可以只考虑这部分线圈与电流I的相互作用由结论2可知，在电流I不动的情况下，线圈应该以直径AB为轴发生转动，同时靠近直导线第77页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训No.3 角度：开“芯”技法归纳：正确解答磁体与通电导体间相互作用问题的三个关键(1)合理

27、地转移研究对象：题目要求分析、判断弹簧的长度变化和磁铁与水平面之间的相互作用力大小的变化情况，但直接研究磁铁的受力困难较大，甚至无法分析，所以本题先选取导体棒为研究对象，然后根据它与磁铁之间的相互作用作出正确的判断第78页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训(2)较准确地画出导体棒所在处的磁场方向：根据条形磁铁磁场的分布特点和导体棒所在的位置可知，导体棒所在位置处的磁场方向斜向右上方，并非水平方向(3)熟练并正确地应用左手定则：使用左手定则判断安培力的方向时，一定要区分四指和大拇指的指向，不能混淆第79页金版教程 高三物理第八章第1单元核心考点导学单元精彩视窗考向案例研究限时规范特训限时规范特训