高考物理复习课件 专题九( 第1讲 磁场 磁场对电流的作用)

专题九磁场智浪教育--普惠英才文库考点内容要求1.磁场、磁感应强度、磁感线Ⅰ2.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ3.安培力、安培力的方向Ⅰ4.匀强磁场中的安培力Ⅱ5.洛伦兹力、洛伦兹力的方向Ⅰ6.洛伦兹力公式Ⅱ7.带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ8.质谱仪和回旋加速器Ⅰ智浪教育--普惠英才文库智浪教育--普惠英才文库智浪教育--普惠英才文库第1讲磁场磁场对电流的作用考点1磁场的基本概念1．磁场(1)定义：存在于磁体、电流和运动电荷周围空间的一种特殊形态的物质．磁体通电导线运动电荷(2)基本特性：磁场对处于其中的____、________和_______有磁场力的作用．北北(3)方向：在磁场中任一点，小磁针____极受力的方向，即小磁针静止时_____极所指的方向，就是该点的磁场方向．智浪教育--普惠英才文库(4)磁现象的电本质：磁体的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的．2．磁感应强度(1)定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F安跟电流I和导线长度L的乘积的比值叫磁感应强度．(2)定义式：________.B＝F安IL(3)方向：就是磁场的方向，即小磁针静止时北极所指的方向，也是过该点的磁感线的______方向．切线(4)磁感应强度是矢量，可描述磁场的强弱和方向．(5)单位：特斯拉，简称特，国际符号是T,1T＝1NA·m.智浪教育--普惠英才文库(3)磁感线是永不相交的_____曲线：在磁体外部，从___极指向___极；在磁体内部，由___极指向___极．(4)注意：熟记条形磁体、蹄形磁体、直线电流、环形电流、通电螺线管的磁感线分布状况．3．磁感线强弱切线(1)磁感线是在磁场中画出的一些有方向的曲线．(2)磁感线的分布可以形象地表示出磁场的强弱和方向，磁感线的疏密表示磁场的_____，磁感线上某点的_____方向就是该点的磁场方向．闭合NSSN智浪教育--普惠英才文库4．磁通量(1)定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量，简称磁通．(2)意义：穿过某一面积的磁感线条数的多少．(3)定义式：Φ＝BScosθ，式中Scosθ为面积S在垂直于磁场方向的平面(中性面)上投影的大小，θ是S所在平面的法线方向与磁场方向的夹角．智浪教育--普惠英才文库(4)磁通量是标量，但是有正负，其正负表示与规定的正方向(如平面法线的方向)是相同还是相反．若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ1，反向磁感线条数为Φ2，则总磁通量Φ＝Φ1－Φ2.(5)单位：韦伯，符号是Wb.1Wb＝1T·m2.5．匀强磁场：磁感应强度大小处处____、方向处处____的磁场称为匀强磁场．距离很近的两个异名磁极之间的磁场、通电螺线管内部的磁场(边缘部分除外)以及平行板电容器间的磁场，都可以认为是匀强磁场．相等相同智浪教育--普惠英才文库考点2电流的磁效应磁场对电流的作用1．电流磁效应：奥斯特发现了电流的磁效应，即电流周围存在磁场，可用安培定则(即右手螺旋定则)判断电流的磁场方向．2．磁场对电流的作用(1)安培力的大小：当I⊥B时(θ＝90°)，Fmax＝BIL；当I∥B时(θ＝0°)，Fmin＝0；当通电导线方向与磁场方向成θ角时，F安＝BILsinθ.智浪教育--普惠英才文库(2)特点：不仅与B、I、L有关，还与夹角θ有关；L是有效长度，不一定是导线的实际长度．弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L＝0.(3)安培力的方向：安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流的方向垂直，即F总是垂直于B和I所在的平面，可以用左手定则来判定．智浪教育--普惠英才文库定则右手螺旋定则左手定则作用判断电流的磁场方向判断电流在磁场中的受力方向内容具体情况直线电流环形电流或通电螺线管电流在磁场中具体操作大拇指指向电流的方向四个手指弯曲的方向指向电流的环绕方向磁感线垂直穿过掌心，四指指向电流的方向结果四个手指弯曲的方向表示磁感线的方向大拇指指向轴线上的磁感线方向大拇指指向电流所受到的安培力的方向3．右手螺旋定则与左手定则的比较智浪教育--普惠英才文库考点3涉及安培力的力学问题1．通电导线在安培力作用下运动情况的判定方法(1)画出通电导线所在处的磁感线方向．(2)用左手定则判断各段通电导线所受安培力的方向．(3)确定导线的运动情况．2．安培力作用下导线受力运动问题的处理步骤(1)正确画出导线受力的投影平面图(或侧视图)．(2)结合物体的平衡条件、牛顿运动定律、欧姆定律等进行分析解答．智浪教育--普惠英才文库3．物体在安培力作用下运动的分析方法(1)电流元受力分析法：即把整段电流等效为很多段直流电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向．(2)特殊值分析法：把电流或磁体转到一个便于分析的特殊位置(如转90°)后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向．(3)等效分析法：环形电流可以等效成条形磁体，条形磁体也可以等效成环形电流，通电螺线管可等效成很多的环形电流．(4)推论分析法：两电流相互平行时无转动趋势，方向相同相互吸引，方向相反相互排斥；两电流不平行时有转动趋势．智浪教育--普惠英才文库题组1对应考点11．下列关于磁场的说法中，正确的是()A．只有磁体周围才存在磁场B．磁场是假想的，不是客观存在的C．磁场的方向就是小磁针静止时南极所指的方向D．磁极与磁极，磁极与电流、电流与电流之间都是通过磁场发生相互作用的智浪教育--普惠英才文库解析：磁体和电流周围都能够产生磁场，A错误；磁场的本质是运动电荷产生的客观物质，B错误；磁场的方向就是小磁针静止时北极所指的方向，C错；在磁体或电流周围首先产生磁场，其次放入磁场中的磁体或电流将通过磁场与之发生相互作用，所以D正确．答案：D智浪教育--普惠英才文库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磁感应强度为零的位置，它所受到的磁场力一定为零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．磁场中某处的磁感应强度B的方向跟电流在该处受到磁场力F的方向相同智浪教育--普惠英才文库解析：根据磁感应强度的定义，A正确；通电导线(电流I)与磁场平行时，磁场力为零，B错误；C中结论成立的前提是通电导线(电流I)必须与磁场垂直，C错误；B与F方向一定垂直，D错误．答案：A智浪教育--普惠英才文库3．(双选)关于磁感线，下列说法中正确的是()A．磁感线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致B．磁感线是磁场中客观存在的、肉眼看不见的曲线C．两条磁感线的空隙处不存在磁场，不同磁场所形成的磁感线可以相交D．匀强磁场的磁感线是同向的、平行等间距的直线智浪教育--普惠英才文库解析：磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，所以A正确；磁感线是形象描绘磁场的假想曲线，可以用实验来模拟，但是不存在的，B错误；用磁感线的疏密反映磁场的强弱，但不等于空隙处不存在磁场，磁场是充满某个区域的，不同磁源产生的磁场在某一区域叠加合成，磁感线描绘的是叠加后的合磁场，某处的磁感应强度是唯一的，磁感线是不相交的，C错误；匀强磁场的强弱和方向都处处相同，磁感线是方向相同的平行等间距的直线，D正确．答案：AD智浪教育--普惠英才文库4．(上海闸北区2011届高三期末)关于磁通量的概念，以下说法中正确的是()A．磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的B．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大C．磁感应强度越大，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大D．穿过线圈的磁通量为零，但该处的磁感应强度不一定为零答案：D智浪教育--普惠英才文库A．N极竖直向上B．N极竖直向下C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右解析：带负电的金属环旋转，可形成环形电流，而产生磁场，负电荷匀速旋转，会产生与旋转方向相反的环形电流，由右手定则可知在磁针所处的磁场方向沿OO′轴向左，由于磁针N极指向为磁场方向，所以应选C.题组2对应考点25．如图9－1－1所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是()答案：C图9－1－1智浪教育--普惠英才文库6．如图9－1－2所示，a、b、c三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内和右侧．当这些小磁针静止时，小磁针N极的指向是()A．a、b、c均向左B．a、b、c均向右C．a向左，b向右，c向右D．a向右，b向左，c向右图9－1－2解析：首先搞清电流的方向，再根据安培定则判断．螺线管右侧相当于N极，左侧相当于S极，在外部磁感线由N极指向S极，在内部磁感线由S极指向N极，所以小磁针的N极a向左，b向右，c向右，故选C.答案：C智浪教育--普惠英才文库7．如下列图所示，匀强磁场对电流I的作用力F的相互关系(方向关系)，正确的是()解析：根据左手定则，A正确．答案：A智浪教育--普惠英才文库题组3对应考点38．如图9－1－3所示，把轻质线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面，当线圈内通过图示方向的电流时，线圈运动的情况是()图9－1－3A．线圈向磁铁靠拢B．线圈远离磁铁C．线圈不动D．无法确定智浪教育--普惠英才文库解析：环形线圈可等效为一条形磁体，由安培定则可知，图中的环形线圈其左侧为S极，右端为N极，由磁体相互之间的作用可知两者彼此吸引，故线圈将向磁铁靠拢．同理，也可视磁体为环形通电线圈，即把磁体等效为与线圈通有同向电流的线圈，而同向电流相互吸引，故两者彼此靠拢．答案：A智浪教育--普惠英才文库9．(2010年广东六校联考)一段长0.2m，通过2.5A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是()A．如果B＝2T，F一定是1NB．如果F＝0，B也一定为零C．如果B＝4T，F有可能是1ND．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0FBIL，A、D两项不正确，C项正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F无关，B不正确．答案：C智浪教育--普惠英才文库热点1安培定则和左手定则图9－1－4【例1】(2010年上海卷)如图9－1－4，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直．当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出()A．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小B．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小C．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大D．弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大智浪教育--普惠英才文库思路点拨：先对导线进行受力分析，利用左手定则判断出导线受到磁铁的磁场力，然后根据力是相互作用的，得出磁铁受到导线的磁场力方向．解析：由于磁铁的磁场对通电导线的作用，由左手定则可判断直导线所受安培力方向向下，使弹簧的拉力增大，由于相互作用，磁铁受到向上的作用，条形磁铁对桌面的压力减小，A正确．答案：A智浪教育--普惠英才文库1．(双选，2011年黄冈中学期中)如图9－1－5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N1，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)图9－1－5为N2，则以下说法正确的是(A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变短C．N1＞N2D．N1＜N2智浪教育--普惠英才文库解析：由条形磁体磁场分布可得出导线受力方向为斜向右下，可知磁体受斜向左上的力．答案：BC智浪教育--普惠英才文库热点2安培力的应用【例2】(双选，2011年上海卷)如图9－1－6，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．当导线中通以沿x正方向的电流I，且导线保持静止时