《高考物理沖刺專題復(fù)習(xí)課件第三章 第4講 磁場及磁場對電流的作用》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理沖刺專題復(fù)習(xí)課件第三章 第4講 磁場及磁場對電流的作用（83頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 1 磁場 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁感線 2 通電直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的方向 3 安培力 安培力的方向 4 勻強(qiáng)磁場中的安培力 5 洛倫茲力 洛倫茲力的方向 6 洛倫茲力的公式 7 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動 8 質(zhì)譜儀和回旋加速器 本章的考查熱點(diǎn)有磁場的基本概念的理解 安培力 洛倫茲力 左手定則 帶電粒子在磁場和復(fù)合場中的運(yùn)動等 基本概念的理解往往以選擇題的形式出現(xiàn) 帶電粒子在磁場和復(fù)合場中的運(yùn)動 以及磁場知識與生活 科技相聯(lián)系的應(yīng)用問題 常以計(jì)算題的形式出現(xiàn) 難度中等偏上 復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)掌握有關(guān)磁場的基本概念和規(guī)律 能夠熟練應(yīng)用安培力的公式解決通電導(dǎo)線的平衡問題 對粒子只在磁場力作用下的圓周運(yùn)動問題 要熟練掌握圓心 半徑 圓心角的確定 對帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動 要注意運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)相結(jié)合 分析粒子運(yùn)動規(guī)律特點(diǎn) 一 磁場 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁通量1 磁場 1 基本特性 磁場對處于其中的磁體 電流和運(yùn)動電荷有的作用 2 方向 小磁針的所受磁場力的方向或小磁針靜止時(shí)北極的指向 磁場力 北極 N 2 磁感應(yīng)強(qiáng)度 1 定義式 B 公式適用條件 通電導(dǎo)線垂直于磁場 2 方向 同磁場方向 3 磁通量 1 公式 其中S為與B垂直的面積 2 單位 1Wb BS 1T m2 特別提醒 磁通量是標(biāo)量 但有正負(fù)之分 其正負(fù)僅表示磁感線是從正面穿過還是從反面穿過 二 幾種常見磁場的磁感線分布1 條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場 如圖8 1 1 2 幾種電流周圍的磁場分布 越弱 勻強(qiáng) 由S極指向N極 非勻強(qiáng) 條形 越弱 特別提醒 同一個(gè)圖中可以根據(jù)磁感線的疏密判定磁場的強(qiáng)弱 沒有畫出磁感線的地方并不表示該處沒有磁場存在 3 勻強(qiáng)磁場 在磁場的某些區(qū)域內(nèi) 磁感線為的平行線 如圖8 1 2所示 等間距 4 地磁場 1 地磁場的N極在地理附近 地磁場的S極在地理附近 磁感線分布如圖8 1 3所示 2 地磁場B的水平分量 Bx 總是從地理南極指向北極 而豎直分量 By 在南半球垂直地面向上 在北半球垂直地面向下 赤道處的地磁場沿水平方向 指向北 南極 北極 三 安培分子電流假說1 內(nèi)容 在原子 分子等物質(zhì)微粒的內(nèi)部 存在著一種環(huán)形電流 分子電流 分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的 它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè) 2 該假說能夠解釋磁化 去磁等現(xiàn)象 3 分子電流的實(shí)質(zhì)是原子內(nèi)部帶電粒子在不停地運(yùn)動 磁體 磁極 四 安培力的大小和方向1 安培力的大小 如圖8 1 4 1 F 2 磁場和電流垂直時(shí) F 3 磁場和電流平行時(shí) F BILsin BIL 0 特別提醒 L是有效長度 彎曲導(dǎo)線的有效長度L等于兩端點(diǎn)所連直線的長度 如圖8 1 5所示 相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端 因?yàn)槿我庑螤畹拈]合線圈 其有效長度為零 所以閉合線圈通電后在勻強(qiáng)磁場中 受到的安培力的矢量和為零 2 安培力的方向 1 用左手定則判定 2 安培力的方向特點(diǎn) F B F I 即F垂直于決定的平面 B和I 特別提醒 安培力的方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I所決定的平面 但磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I不一定垂直 B與I垂直時(shí)產(chǎn)生的安培力最大 1 關(guān)于磁場和磁感線 下列說法中正確的是 A 磁感線總是從磁體N極出發(fā)到磁體S極終止B 磁感線的疏密程度描述了磁場的強(qiáng)弱C 磁場中某點(diǎn)磁場方向與可以自由轉(zhuǎn)動的小磁針在該點(diǎn)時(shí)N極所指的方向相同D 磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與通電導(dǎo)線在該處所受的安培力方向相同 解析 在磁體內(nèi)部磁感線是從磁體S極出發(fā)到N極 在磁體外部磁感線是從磁體N極到S極 磁感線是閉合的曲線 故A錯(cuò)誤 安培力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和電流方向均垂直 所以D錯(cuò)誤 磁場方向的確定是以自由轉(zhuǎn)動的小磁針在該點(diǎn)靜止時(shí)N極的指向來確定的 磁場的大小是由磁感線的疏密程度來確定的 所以B正確 C錯(cuò)誤 答案 B 2 關(guān)于磁通量 下列說法正確的是 A 磁通量不僅有大小而且有方向 是矢量B 在勻強(qiáng)磁場中 a線圈面積比b線圈面積大 則穿過a線圈的磁通量一定比穿過b線圈的大C 磁通量大磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定大D 把某線圈放在磁場中的M N兩點(diǎn) 若放在M處的磁通量比放在N處的大 則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定比N處的大 解析 磁通量只有大小 沒有方向 是標(biāo)量 故A錯(cuò) 由 BScos 知 的大小與B S 三個(gè)量有關(guān) 故B D錯(cuò) C正確 答案 C 3 如圖8 1 6所示 環(huán)形金屬軟彈簧套在條形磁鐵的中心位置 若將彈簧沿半徑向外拉 使其面積增大 則穿過彈簧所包圍面積的磁通量將 A 增大B 減小C 不變D 無法確定如何變化 解析 穿過彈簧所圍面積的磁通量應(yīng)為合磁通量 磁鐵內(nèi)部由S極指向N極的磁通量不變 而其外部由N極指向S極的磁通量隨面積的增大而增大 故合磁通量減小 選B 答案 B 4 如圖8 1 7所示 彈簧測力計(jì)下掛一條形磁鐵 條形磁鐵的N極的一部分位于未通電的螺線管內(nèi) 下列說法中正確的是 A 若將a接電源正極 b接電源負(fù)極 彈簧測力計(jì)示數(shù)將不變B 若將a接電源正極 b接電源負(fù)極 彈簧測力計(jì)示數(shù)將增大C 若將a接電源負(fù)極 b接電源正極 彈簧測力計(jì)示數(shù)將增大D 若將a接電源負(fù)極 b接電源正極 彈簧測力計(jì)示數(shù)將減小 解析 若a接電源正極 可確定螺線管中電流方向 再根據(jù)安培定則 螺線管上端為N極 由同名磁極相互排斥 A B錯(cuò)誤 同理C正確 D錯(cuò)誤 答案 C 5 如圖8 1 8所示 均勻繞制的螺線管水平放置 在其正中心的上方附近用絕緣線水平吊起通電直導(dǎo)線A A與螺線管垂直 表示導(dǎo)線中電流的方向垂直于紙面向里 電鍵S閉合后 A受到通電螺線管磁場的作用力的方向是 A 水平向左B 水平向右C 豎直向下D 豎直向上 解析 電鍵閉合后根據(jù)安培定則可判定導(dǎo)線所在位置處磁感線的方向?yàn)樗较蛴?再由左手定則判定導(dǎo)線受到安培力的方向?yàn)樨Q直向下 C項(xiàng)正確 答案 C 6 如圖8 1 9所示 在傾角為 的光滑斜面上 垂直紙面放置一根長為L 質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒 在導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時(shí) 欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上 下列外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向正確的是 答案 A 典例啟迪 例1 2011 銅陵模擬 如圖8 1 10所示 邊長為100cm的正方形閉合線圈置于勻強(qiáng)磁場中 線圈ab cd兩邊中點(diǎn)連線OO 的左右兩側(cè)分別存在方向相同 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小各為B1 0 6T B2 0 40T的勻強(qiáng)磁場 若從上往下看 線圈逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過37 時(shí) 穿過線圈的磁通量改變了多少 線圈從初始位置轉(zhuǎn)過180 時(shí) 穿過線圈平面的磁通量改變了多少 思路點(diǎn)撥 根據(jù)磁通量的定義 分別求出轉(zhuǎn)動前后通過線圈abcd的磁通量 再求出磁通量的改變量 答案 0 1Wb 1 0Wb 歸納領(lǐng)悟 1 B S的含義 BS只適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S垂直的情況 當(dāng)S與垂直于B的平面間的夾角為 時(shí) 則有 BScos 可理解為 B Scos 即 等于B與S在垂直于B方向上分量的乘積 也可理解為 Bcos S 即 等于B在垂直于S方向上的分量與S的乘積 如圖8 1 11甲所示 2 面積S的含義S不一定是某個(gè)線圈的真正面積 而是線圈在磁場范圍內(nèi)的面積 如圖8 1 11乙所示 S應(yīng)為線圈面積的一半 3 多匝線圈的磁通量多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān) 因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)多少 穿過線圈的磁感線條數(shù)相同 而磁感線條數(shù)可表示磁通量的大小 4 合磁通量求法若某個(gè)平面內(nèi)有不同方向和強(qiáng)弱的磁場共同存在 當(dāng)計(jì)算穿過這個(gè)面的磁通量時(shí) 先規(guī)定某個(gè)方向的磁通量為正 反方向的磁通量為負(fù) 平面內(nèi)各個(gè)方向的磁通量的代數(shù)和等于這個(gè)平面內(nèi)的合磁通量 題組突破 1 如圖8 1 12所示 半徑為R的圓形線圈共有n匝 其中心位置處半徑為r的虛線范圍內(nèi)有勻強(qiáng)磁場 磁場方向垂直線圈平面 若磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 則穿過線圈的磁通量為 A BR2B Br2C n BR2D n Br2 答案 B 解析 磁通量與線圈匝數(shù)無關(guān) 且磁感線穿過的面積為 r2 而并非 R2 故B項(xiàng)對 2 如圖8 1 13所示 一矩形線圈與通有相同大小的電流的兩平行直導(dǎo)線位于同一平面內(nèi) 而且處在兩導(dǎo)線的中央 則 A 兩電流同向時(shí) 穿過線圈的磁通量為零B 兩電流反向時(shí) 穿過線圈的磁通量為零C 兩電流同向或反向 穿過線圈的磁通量都相等D 因兩電流產(chǎn)生的磁場是不均勻的 因此不能判定穿過線圈的磁通量是否為零 解析 根據(jù)安培定則和通電直導(dǎo)線周圍的磁場分布情況 可知當(dāng)兩電流同向時(shí) 正向和反向穿過線圈平面的磁感線條數(shù)相同 其磁通量為零 故選項(xiàng)A正確 B C D錯(cuò)誤 答案 A 3 如圖8 1 14所示 有一四面體OABC處在Ox方向的勻強(qiáng)磁場中 下列關(guān)于穿過各個(gè)面的磁通量的說法錯(cuò)誤的是 A 穿過AOB面的磁通量為零B 穿過ABC面和BOC面的磁通量相等C 穿過AOC面的磁通量為零D 穿過ABC面的磁通量大于穿過BOC面的磁通量 解析 利用 BS或 BS 求得穿過AOB面和AOC面的磁通量為零 BOC面和ABC面的磁通量相等 故選D 答案 D 例2 如圖8 1 15所示 蹄形磁體用懸線懸于O點(diǎn) 在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導(dǎo)線 當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時(shí) 蹄形磁鐵的運(yùn)動情況將是 A 靜止不動B 向紙外平動C N極向紙外 S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動D N極向紙內(nèi) S極向紙外轉(zhuǎn)動 解析 首先畫出導(dǎo)線所在位置的磁感線分布情況如圖所示 導(dǎo)線左邊與右邊的磁場方向不同 故把導(dǎo)線分為左右兩部分 由左手定則可知左邊的導(dǎo)線受到向內(nèi)的作用力 右邊的導(dǎo)線受到向外的作用力 所以導(dǎo)線左邊向內(nèi)轉(zhuǎn)動 右邊向外轉(zhuǎn)動 現(xiàn)在導(dǎo)線固定 蹄形磁鐵可以自由轉(zhuǎn)動 磁鐵的轉(zhuǎn)動方向與導(dǎo)線的轉(zhuǎn)動方向相反 所以蹄形磁鐵的N極向外轉(zhuǎn)動 S極向內(nèi)轉(zhuǎn)動 本題選C 答案 C 歸納領(lǐng)悟 1 基本思路判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動或運(yùn)動趨勢 首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場磁感線分布情況 然后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況 進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動方向或運(yùn)動趨勢的方向 2 常用方法 題組突破 4 矩形導(dǎo)線框abcd與無限長直導(dǎo)線MN放在水平面上 ab邊與MN平行 直導(dǎo)線的電流方向如圖8 1 16所示 它將在其右側(cè)產(chǎn)生一個(gè)磁場 當(dāng)線框通順時(shí)針方向的電流時(shí) 下列敘述正確的是 ab cd邊所受直導(dǎo)線電流的磁場的安培力方向相同 ab cd邊所受直導(dǎo)線電流的磁場的安培力方向相反 線框所受直導(dǎo)線電流的磁場的安培力的合力朝右 線框所受直導(dǎo)線電流的磁場的安培力的合力朝左A B C D 解析 由安培定則可判斷 線框所在處磁場方向垂直于紙面向里 由左手定則可判斷ab受安培力水平向左 cd所受安培力水平向右 但因ab所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度大 故Fab Fcd 線框所受安培力的合力朝左 答案 D 5 2010 上海高考 如圖8 1 17 水平桌面上放置一根條形磁鐵 磁鐵中央正上方用絕緣彈簧懸掛一水平直導(dǎo)線 并與磁鐵垂直 當(dāng)直導(dǎo)線中通入圖中所示方向的電流時(shí) 可以判斷出 A 彈簧的拉力增大 條形磁鐵對桌面的壓力減小B 彈簧的拉力減小 條形磁鐵對桌面的壓力減小C 彈簧的拉力增大 條形磁鐵對桌面的壓力增大D 彈簧的拉力減小 條形磁鐵對桌面的壓力增大 解析 如圖所示 畫出直導(dǎo)線附近的條形磁鐵的磁感線 由左手定則 直導(dǎo)線受向下的安培力 由力的作用是相互的 條形磁鐵受向上的作用力 故A正確 答案 A 典例啟迪 例3 如圖8 1 18所示 兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L 0 40m 金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角 37 在導(dǎo)軌所在平面內(nèi) 分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B 0 50T 方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場 金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢E 4 5V 內(nèi)阻r 0 50 的直流電源 現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m 0 040kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上 導(dǎo)體棒恰好靜止 導(dǎo)體棒與金屬 導(dǎo)軌垂直且接觸良好 導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0 2 5 金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì) g取10m s2 已知sin37 0 60 cos37 0 80 求 1 通過導(dǎo)體棒的電流 2 導(dǎo)體棒受到的安培力大小 3 導(dǎo)體棒受到的摩擦力 思路點(diǎn)撥 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三個(gè)方面 1 導(dǎo)體棒中的電流可由閉合電路歐姆定律求解 2 判斷安培力的方向 畫好導(dǎo)體棒受力圖 3 摩擦力應(yīng)由物體的平衡條件列式計(jì)算 答案 1 1 5A 2 0 30N 3 0 06N 歸納領(lǐng)悟 1 對導(dǎo)體棒進(jìn)行受力分析時(shí) 注意將三維立體圖轉(zhuǎn)變?yōu)槎S平面圖畫受力圖 2 通電導(dǎo)體棒在磁場中的平衡及加速運(yùn)動問題的處理方法與純力學(xué)問題一樣 無非是有安培力參與作用 題組突破 6 質(zhì)量為m的通電細(xì)桿置于傾角為 的導(dǎo)軌上 導(dǎo)軌的寬度為d 桿與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為 有垂直于紙面向里的電流通過桿 桿恰好靜止于導(dǎo)軌上 在如圖8 1 19所示的A B C D四個(gè)圖中 桿與導(dǎo)軌間的摩擦力一定不為零的是 圖8 1 19 解析 中通電細(xì)桿所受安培力水平向右 中安培力豎直向上 這兩種情況 即使沒有摩擦力 通電細(xì)桿也可以靜止在導(dǎo)軌上 中安培力豎直向下 中安培力水平向左 這兩種情況 如果沒有摩擦力 通電細(xì)桿均不能靜止 故 均對 答案 D B C D 7 質(zhì)量為m 長度為L的導(dǎo)軌棒MN靜止于水平導(dǎo)軌上 通過MN的電流為I 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 方向與導(dǎo)軌平面成 角斜向下 如圖8 1 20所示 求棒MN受到的支持力和摩擦力 圖8 1 20 答案 FN Fcos mgFf BILsin 解析 注意棒與磁場方向是垂直的關(guān)系 安培力方向既垂直于棒又垂直于磁場 棒MN受力分析如圖所示 由平衡條件水平方向Ff Fsin 豎直方向 FN Fcos mg且F BIL 從而得 Ff BILsin FN Fcos mg 10分 如圖8 1 21所示 質(zhì)量為m 50g 長l 10cm的銅棒 用長度也為l的兩根輕軟導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 1 3T 未通電時(shí) 輕線在豎直方向 通入恒定電流后 棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度 37 求此棒中恒定電流的大小 自主嘗試 試一試 能否做到正確解答 答案 5A 點(diǎn)擊下圖進(jìn)入 創(chuàng)新演練 大沖關(guān) 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全