2019-2020学年高考物理 主题3 电磁场与电磁波初步 2 磁感应强度 磁场对通电导线的作用课件

2磁感应强度磁场对通电导线的作用主题3电磁场与电磁波初步学科素养与目标要求物理观念：1.知道什么是安培力，知道匀强磁场中影响通电导线所受安培力大小和方向的因素.2.理解磁感应强度B的定义式和物理意义.知道磁感应强度的单位，知道用磁感线的疏密程度可以形象地描述磁感应强度的大小.3.会用公式F＝BIL进行安培力的简单计算.科学思维：通过磁感应强度的定义，掌握用比值定义物理量的方法.科学态度与责任：1.了解电动机的工作原理，知道电动机在生产、生活中的应用.2.培养将物理学原理应用于实际生活的能力.NEIRONGSUOYIN内容索引自主预习达标检测课时对点练预习新知夯实基础检测评价达标过关注重双基强化落实重点探究启迪思维探究重点自主预习一、安培力1.定义：在磁场中受的力称为.2.把一段通电直导线放在磁场中，当导线方向与磁场方向时，它所受的安培力最大；当导线方向与磁场方向时，导线不受安培力；当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培力介于最大值和零之间.3.公式：F＝(导体垂直磁场放置).通电导线安培力垂直一致BIL1.定义：一段通电直导线放在磁场中所受的与导线中的电流和导线的长度的的比值，叫磁感应强度.2.定义式：B＝.3.单位：，简称，符号为.4.B反映了磁场的.5.磁感应强度是矢量，小磁针的在磁场中某点的方向，就是这点磁感应强度的方向.二、磁感应强度垂直FIL安培力乘积特斯拉特T强弱N极受力1.安培力的方向跟方向和方向有关.2.左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指，并且都与手掌在_______平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向的方向，这时所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.三、安培力的方向磁场电流垂直同一个电流拇指我们使用的电动机就是利用来工作的.各种电动机都有和.四、电动机安培力定子转子即学即用1.判断下列说法的正误.(1)通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用.()(2)通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直.()(3)通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度一定为零.()(4)B＝只是定义式，磁感应强度是磁场本身的属性，与放不放通电导线无关.()×√√×FIL2.把长0.10m的直导线全部放入匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直.已知磁场的磁感应强度的大小为5.0×10－3T，当导线中通过的电流为3.0A时，该直导线受到的安培力的大小是_________N.1.5×10－3重点探究一、磁感应强度在利用如图装置进行“探究影响安培力大小的因素”实验时，我们更换磁性强弱不同的磁体，按实验步骤完成以下实验探究：保持I与L不变，按磁性从弱到强改换磁体，观察悬线摆动的角度变化，发现磁体磁性越强，悬线摆动的角度越，表示通电导线受的安培力越，力F与IL的比值越，即B变，这表示B能反映磁场的.导学探究大大大大强弱1.物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量.2.大小：当导线方向与磁场方向垂直时B＝3.方向：磁感应强度的方向就是小磁针北极在磁场中某点受力的方向，也就是该处的磁场方向.4.描述：磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向.5.匀强磁场如果磁场中各处的磁感应强度大小和方向都相同，则该磁场为匀强磁场.知识深化FIL.例1关于磁感应强度，下列说法中正确的是A.由B＝可知，B与F成正比、与IL成反比B.通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零C.通电导线所受安培力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场D.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关√FIL1.磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量，是由磁场本身决定的，与磁场中是否引入电流无关，与引入的电流是否受力无关.2.在定义式B＝中，通电导线必须垂直于磁场方向放置.因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关，导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同.3.B的大小与F、I、L无关通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零，还可能是电流方向与B的方向在一条直线上造成的.总结提升FIL4.磁感应强度B的大小反映了磁场的强弱，B越大，表示该点磁场越强，B的方向即该点磁场的方向，与安培力F的方向垂直.针对训练1下列关于磁感应强度的说法正确的是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√二、安培力的大小1.当B⊥I时，F＝BIL2.当B∥I时，F＝03.L指的是“有效长度”.弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图1所示)；相应的电流沿L由始端流向末端.图1例2如图2所示，一段长为1m、质量为2kg的通电导体棒用两等长的悬线悬挂于天花板上.现加一垂直纸面向里的匀强磁场，当导体棒中通入I＝2A的电流时悬线的张力恰好为零.g＝10m/s2，求：(1)所加匀强磁场的磁感应强度B的大小；图2答案10T(2)如果电流方向不变，通入电流大小变为1A时，磁感应强度的大小为多少？此时一根悬线拉力大小又为多少？答案10T5N针对训练2一根长0.1m、通有电流1.8A的导线，放在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，受到的磁场力大小可能为A.0.01NB.0.04NC.0.1ND.0.2N√解析当导线垂直于磁场放置时，受的磁场力最大Fm＝BIL＝0.036N，导线所受磁场力一定小于或等于0.036N，所以只有A正确.三、安培力的方向1.可以用左手定则来判定：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.2.安培力的方向与磁场方向有关，与电流方向也有关.安培力的方向既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，即垂直于磁场和电流所决定的平面.例3(多选)如图表示的是磁场对通电直导线的作用，其中正确的是√解析根据左手定则，可以判断B中安培力方向向左，C中安培力方向向下，A、D正确.√例4(多选)如图3所示，甲图中两导线a、b电流方向相同，乙图中c、d电流方向相反，则A.a、b两导线间的安培力使两导线相互吸引B.a、b两导线间的安培力使两导线相互排斥C.c、d两导线间的安培力使两导线相互排斥D.c、d两导线间的安培力使两导线相互吸引√√图3电流和磁场可以不垂直，但安培力必然和电流方向垂直，也和磁场方向垂直，用左手定则时，磁感线不一定垂直穿过手心.易错警示达标检测1.(磁感应强度)有关磁感应强度的下列说法中，正确的是A.磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B.若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C.若有一小段长为L，通以电流为I的导体，在磁场中某处受到的磁场力为F，则该处磁感应强度的大小一定是D.由定义式B＝可知，电流I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小√1234FILFIL2.(安培力的大小)下列关于通电直导线在匀强磁场中所受安培力的说法，正确的有A.安培力的大小只跟磁场的强弱和电流大小有关B.若导线受到的安培力为零，导线所在处的磁感应强度必为零C.若安培力的方向与磁场方向垂直，磁场方向必与电流方向垂直D.若某段导线在磁场中取某一方向时受到的安培力最大，此时导线必与磁场方向垂直√12343.(安培力的方向)某同学画的表示磁感应强度B、电流I和安培力F的相互关系图如图所示，其中正确的是√1234解析由于F、B、I三者的方向关系满足左手定则，由左手定则知，D正确，A、B错误；C图中，B与I平行，导线不受安培力，C错误.4.(安培力的计算)在赤道上，地磁场可以看成是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5T.如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40m，通有20A的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是A.4×10－8NB.2.5×10－5NC.9×10－4ND.4×10－2N√1234解析磁场方向是南北方向，电流方向是东西方向，它们相互垂直，可以利用公式F＝BIL来计算此安培力的大小，其大小为F＝BIL＝5×10－5×20×40N＝4×10－2N.课时对点练一、选择题考点一磁感应强度1.关于磁感应强度，下列说法中正确的是A.若长为L、电流为I的导体在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为B.由B＝知，B与F成正比，与IL成反比C.由B＝知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明该处一定无磁场D.某点磁感应强度的方向就是小磁针北极在此点所受磁场力的方向√123456789101112131415FILFILFIL2.(多选)下列说法中正确的是A.电荷在电场中某处不受电场力的作用，则该处的电场强度一定为零B.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度一定为零C.把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的电场力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱D.把一小段通电导线放在磁场中某处，它所受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱12345678910111213√1415√3.(多选)下列关于磁感应强度方向的说法中正确的是A.磁场中某点的磁感应强度的方向规定为小磁针静止时N极所指的方向B.磁场中某点的磁感应强度的方向与小磁针S极在此处的受力方向一致C.磁场中某点的磁感应强度的方向由一小段通电导线在此处的受力方向决定D.磁感应强度的方向由磁场本身决定，与是否在磁场中放入通电导线无关√1234567891011121314√15解析小磁针在磁场中静止时，N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，A正确，B错误；磁场中某点的磁感应强度由磁场本身决定，与此处是否有通电导线无关，C错误，D正确.12345678910111213考点二安培力与左手定则4.在匀强磁场中放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直.下面四幅图象描绘了导线所受安培力大小F与通过导线电流I的关系.其中正确的是1415解析由F＝BIL可知，当导线的方向与磁场方向垂直时，安培力大小F与I成正比，选项C正确.√5.如图所示，磁场B方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受磁场力F的方向已标出，其中正确的是√解析根据左手定则可以判断A项中安培力方向应垂直导线向上；B项中不受安培力的作用；D项中安培力方向垂直纸面向外，故A、B、D错误，C正确.1234567891011121314156.如图1所示，两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将A.相互吸引B.相互排斥C.保持静止D.边吸引边转动√123456789101112131415图1解析把环形电流等效成小磁针，则左侧小磁针S极对着右侧小磁针N极，相互吸引，A正确.7.(多选)如图2所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b的恒定电流I，这时两根细线被拉紧.现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法A.适当增大电流IB.将电流反向并适当改变大小C.适当增大磁场D.将磁场反向并适当改变大小√123456789101112131415√图2解析当导线与磁场垂直时受到的磁场力最大为F＝BIL＝0.5×2.0×0.2N＝0.2N，而不能为0.4N，故A错误，B正确；当导线与磁场平行时，导线不受磁场力的作用，故D正确；当导线与磁场的夹角θ，满足0θ90°时，导线所受的磁场力满足0F0.2N，故C正确.考点三安培力的计算8.(多选)一根长为0.2m，电流为2A的通电导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是A.0.4NB.0.2NC.0.1ND.0√123456789101112131415√√9.一段通电直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，如图3所示，导线中电流方向由左指向右.当导线以其