磁场的描述磁场对电流的作用

岚山一中高三物理一轮复习导学案第八章磁场1第1课时磁场的描述磁场对电流的作用班级____________姓名_____________________自评_______________一、重视基础，请写出本课时知识网络，越详细越好：二、自主梳理基础知识：（一）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：______________________________（二）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)。（三）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：匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线。（四）磁通量1．概念：在磁感应强度为B的匀强磁场中，与磁场方向__________的面积S和B的乘积。2．公式：Φ＝__________。3．单位：1Wb＝__________。（五）磁感线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。(1)画出条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布岚山一中高三物理一轮复习导学案第八章磁场2(2)地磁场①地磁场的N极在地理__________附近，地磁场的S极在地理__________附近，磁感线分布如图所示。②地磁场B的水平分量(Bx)总是从地理南极指向地理北极，而竖直分量(By)，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。赤道处的地磁场沿水平方向，指向北。(3)电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强且距导线越远处磁场_________与条形磁铁的磁场相似，管内为_________磁场且磁场_________，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场_________安培定则立体图横截面图（六）安培力1．大小：F＝(1)磁场和电流垂直时：F＝(2)磁场和电流平行时：F＝注意：①B与L垂直；②L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度；③B并非一定是匀强磁场，但一定是导线所在处的磁感应强度值。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：F⊥B，F⊥I，即F垂直于_____决定的平面岚山一中高三物理一轮复习导学案第八章磁场3第1课时磁场的描述磁场对电流的作用【学习目标】1．知道磁感应强度的概念及定义式，并能理解及应用。2．会用安培定则判断电流周围的磁场方向。3．能够分析与安培力有关的力学综合问题。考点一：对磁感应强度和磁感线的理解【问题情境1】下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是()A．通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B．通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关【跟踪练习1】1.磁场中某区域的磁感线如图所示，则()A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBbB．a、b两处的磁感应强度的大小不等，BaBb[来源:学§科§网Z§X§X§K]C．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2.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1m长的通电导线，通过1A的电流，受到的磁场力为1N，则该处的磁感应强度就是1TD．磁场中某处的B的方向跟电流在该处受到的磁场力F的方向相同考点二：安培定则的应用和磁场的叠加【问题情境2】)图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是()A．向上B．向下C．向左D．向右小结：1．安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”。原因(电流方向)结果(磁场绕向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指【跟踪练习2】1.(2011·全国新课标理综)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岚山一中高三物理一轮复习导学案第八章磁场4方向的是()2.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()A．a点B．b点C．c点D．d点考点三：安培力作用下通电导体的运动【问题情境3】如图所示，把一重力不计的通电导线水平放置在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向的电流时，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，同时上升小结：【跟踪练习3】1.两条导线相互垂直如图所示，但相隔一段小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由活动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将（从纸外向纸内看）（）A．顺时针方向转动，同时靠近导线ABB．逆时针方向转动，同时离开导线ABC．顺时针方向转动，同时离开导线ABD．逆时针方向转动，同时靠近导线AB2.将一个质量很小的金属圆环用细线吊起来，在其附近放一块条形磁铁，磁铁的轴线与圆环在同一个平面内，且通过圆环中心，如图所示，当圆环中通以顺时针方向的电流时，从上往下看()A．圆环顺时针转动，靠近磁铁B．圆环顺时针转动，远离磁铁C．圆环逆时针转动，靠近磁铁D．圆环逆时针转动，远离磁铁A岚山一中高三物理一轮复习导学案第八章磁场5班级____________姓名_____________________自评_______________3.如下图所示，条形磁铁放在水平桌面上，它的正中间的上方固定一根长直导线A，现使导线内通过垂直于纸面向里的恒定电流，则磁铁受到桌面的支持力大小变化情况是()A．不变B．减小C．增大D．无法判断4.如上图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以()A．将a、c端接电源正极，b、d端接电源负极B．将b、d端接电源正极，a、c端接电源负极C．将a、d端接电源正极，b、c端接电源负极D．将a、c端接交流电源的一端，b、d端接交流电源的另一端考点四：与安培力有关的力学综合问题【问题情境4】如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50T，方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源。现把一个质量m＝0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力的大小；(3)导体棒受到的摩擦力。小结：1．通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路(1)选定研究对象；(2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F安⊥B、F安⊥I；(3)列平衡方程或牛顿第二定律的方程式进行求解。2．安培力做功的特点和实质(1)安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关。(2)安培力做功的实质：起能量转化的作用。①安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导线后转化为导线的动能或转化为其他形岚山一中高三物理一轮复习导学案第八章磁场6式的能。②安培力做负功：是将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式【跟踪练习4】1．根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮．它的基本原理如图所示，把待发射的炮弹（导体）放置在处于强磁场中的两条平行导轨上，给导轨通以很大的电流，使炮弹作为一个载流导体在磁场的作用下，沿导轨作加速运动，以某一速度发射出去。（1）试标出图中炮弹的受力方向。（2）如果想提高某种炮弹的发射速度，理论上可以怎么办？（3）1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（也包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多少？2.在倾角=30°的斜面上，固定一金属框，宽l=0.25m，接入电动势E=12V、内阻不计的电池．垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab，它与框架的动摩擦因数为63，整个装置放在磁感应强度B＝0.8T的垂直框面向上的匀强磁场中（如图）．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？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，g＝10m/s2）【能力提升】1．关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是()A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种客观存在的物质B．磁感线可以形象地描述磁场中各点的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针放在该点静止时N极所指方向一致C．磁感线总是从磁铁的N极出发到S极终止D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列成的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线2.有一小段通电导线，长为1cm，通以5A的电流，把它置于磁场中某点，受到的安培力为0.1N，则该点的磁感应强度是（）岚山一中高三物理一轮复习导学案第八章磁场7A．B=2TB．B≤2TC．B≥2TD．以上皆有可能3.如图，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为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大小为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()A．0B．0.5BIlC．BIlD．2BIl4．如图所示，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θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小5.如图所示线框abcd在竖直面内，可以绕固定的OO′轴转动。现通以abcda电流，要使它受到磁场力后，ab边向纸外转动，cd边向纸里转动，则所加的磁场方向可能是()A．垂直纸面向外B．竖直向上C．竖直向下D．在OO′上方垂直纸面向里，在OO′下方垂直纸面向外6．已知龙岩市区地磁场的磁感应强度B约为4.0×10－5T，其水平分量约为3.0×10－5T。若龙岩市区一高层建筑安装了高50m的竖直金属杆作为避雷针，在某次雷雨天气中，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，经避雷针开始放电，某一时刻的放电电流为1.0×105A，此时金属杆受到地磁场对它的安培力方向和大小分别为()A．方向向东，大小约为150NB．方向向东，大小约为200NC．方向向西，大小约为150ND．方向向西，大小约为200N岚山一中高三物理一轮复习导学案第八章磁场87．如图是“探究影响通电导体在磁场中受力因素”的实验示意图。三块相同马蹄形磁铁并列放置在水平桌面上，导体棒