江苏省扬州市维扬中学高二物理《8.1磁场及磁场对通电导线的作用》学案

1第一讲：磁场及磁场对通电导线的作用自主复习：一、磁场、磁感应强度、磁通量(考纲要求Ⅰ)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．2、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)．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：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．4、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与B的乘积．(2)公式：Φ＝___.(3)单位：1Wb＝______.二、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向(考纲要求Ⅰ)1、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．(2)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布2．几种电流的磁场分布三、安培力、安培力的方向Ⅰ(考纲要求)匀强磁场中的安培力Ⅱ(考纲要求)1、安培力的大小(1)磁场和电流垂直时：F＝____.(2)磁场和电流平行时：F＝0.2、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．预习题：1、(2011·长春高三检测)关于电场线和磁感线的说法正确的是()．A．电场线和磁感线都是利用疏密表示场的强弱的B．电场线是客观存在的，而磁感线是不存在的C．静电场的电场线是不闭合的，而磁感线是闭合的曲线D．电场线和磁感线都可能相交2、(2011·杭州高三检测)如图所示，通电直导线右边有一个矩形线框，线框平面与直导线共面，若使线框逐渐远离(平动)通电导线，则穿过线框的磁通量将()．2A．逐渐增大B．逐渐减小C．保持不变D．不能确定3、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4、(2012·武汉模拟)如图8－1－2所示，正方形线圈abcd位于纸面内，边长为L，匝数为N，过ab中点和cd中点的连线OO′恰好位于垂直纸面向里的匀强磁场的右边界上，磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为()5、在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20cm，通电电流I＝0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P处磁感应强度为()．A．零B．10T，方向竖直向上C．0.1T，方向竖直向上D．10T，方向肯定不是竖直向上6、通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是()．A．线框有两条边所受的安培力方向相同B．线框有两条边所受的安培力大小相等C．线框所受的安培力的合力方向向左D．线框所受的安培力的合力方向向右考点一对磁感应强度的理解【典例1】关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()．A．磁场中某点B的大小，跟放在该点的试探电流元的情况有关B．磁场中某点B的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C．在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时，该点B值大小为零D．在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大【变式1】有两根长直导线a、b互相平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图．在图示的平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为两根导线附近的两点，它们在两导线的中垂线上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上各点的磁感应强度的说法中正确的是()．A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可能为零A.BL22B.NBL22C．BL2D．NBL23D．在线段MN上只有一点的磁感应强度为零考点二安培力的分析与计算【典例2】如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()．【变式2】(2011·黄冈质检)如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd边均与ad边成60°角，ab＝bc＝cd＝L，长度为L的电阻丝电阻为r，框架与一电动势为E，内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为()．考点三安培力作用下导体运动情况的判定【典例3】如图所示，把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动．当导线通过电流I时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是()．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【变式3】(2011·江苏徐州模拟)如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是()．A．线圈向左运动B．线圈向右运动C．从上往下看顺时针转动D．从上往下看逆时针转动【典例4】如图所示条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用F表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较()．A．F减小，f＝0B．F减小，f≠0A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILBA．0B.5BEL11rC.10BEL11rD.BELr4C．F增大，f＝0D．F增大，f≠0【变式4】一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是()．A．磁铁对桌面的压力减小B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁受到向右的摩擦力D．磁铁受到向左的摩擦力体验高考：1．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()．2．(2011·大纲全国卷，15)如图所示，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3.如图所示，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强度为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，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是()．A．FN1FN2，弹簧的伸长量减小B．FN1＝FN2，弹簧的伸长量减小C．FN1FN2，弹簧的伸长量增大D．FN1FN2，弹簧的伸长量减小