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1、磁場第第 八八 章章第第2323講磁場安培力講磁場安培力考綱要求考情分析命題趨勢1.磁場、磁感應強度、磁感線2.通電直導線和通電線圈周圍磁場的方向3.安培力、安培力的方向4.勻強磁場中的安培力2016北京卷，172015江蘇卷，42013上海卷，132013海南卷，92014全國卷，152014山東卷，162015全國卷，24高考對本節(jié)內容的考查主要是以選擇題的形式考查磁感應強度、安培定則、安培力有時也出現(xiàn)涉及安培力的計算題，但一般難度不大說明：安培力的計算只限于電流與磁感應強度垂直的情形.欄目導航板板 塊塊 一一板板 塊塊 二二板板 塊塊 三三板板 塊塊 四四 1磁場、磁感應強度 (1)磁場
2、的基本性質，磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有_的作用 (2)磁感應強度 物理意義：描述磁場的_考點磁場安培力磁力磁力 強弱和方向強弱和方向 定義式：_(通電導線垂直于磁場) 方向：小磁針靜止時_ 單位：_，符號T. (3)勻強磁場 定義：磁感應強度的大小_、方向_的磁場稱為勻強磁場 特點：疏密程度相同、方向相同的平行直線N極的指向極的指向 特斯拉特斯拉 處處相等處處相等 處處相同處處相同 (4)地磁場 地磁的N極在地理_附近，S極在地理_附近，磁感線分布如圖所示 在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點，磁感應強度_，且方向水平_南極南極 北極北極 相等相等 向北向北 2磁感線和電流周圍
3、的磁場 (1)磁感線的特點 磁感線上某點的_就是該點的磁場方向 磁感線的疏密程度定性地表示磁場的_，在磁感線較密的地方磁場_；在磁感線較疏的地方磁場_ 磁感線是閉合曲線，沒有起點和終點在磁體外部，從_指向_，在磁體內部，由_指向_ 同一磁場的磁感線不_、不_、不相切 磁感線是假想的曲線，客觀上不存在切線方向切線方向 強弱強弱 較強較強 較弱較弱 N極極 S極極 S極極 N極極 中斷中斷 相交相交 (2)電流周圍的磁場(安培定則) 3.安培力的大小和方向 (1)大小 若IB時，_；若IB時，F(xiàn)BIl. (2)方向 總垂直于_所決定的平面，即一定垂直于B和I，但B與I不一定垂直可以用左手定則來判定
4、：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指_，并且都跟手掌在_，把手放入磁場中，讓磁感線_，使伸開的四指指向_的方向，那么，_所指的方向就是通電導線在磁場中的受力方向 (3)兩平行通電導線間的作用 同向電流相互_，反向電流相互_F0 B、I 垂直垂直 同一平面內同一平面內 垂直穿入手心垂直穿入手心 電流電流 拇指拇指 吸引吸引 排斥排斥 1判斷正誤 (1)磁場中某點磁感應強度的大小，跟放在該點的試探電流元的強弱有關() (2)將通電導線放人磁場中，若不受安培力，說明該處磁感應強度為零() (3)磁場中某點磁感應強度的方向，跟放在該點的試探電流元所受磁場力的方向一致() (4)通電導線在磁感應強度越大的
5、地方所受安培力越大()(5)磁感線是客觀存在的，磁感線上各點的切線方向表示該點的磁場方向()(6)相鄰兩條磁感線之間的空白區(qū)域磁感應強度為零()(7)安培力可能做正功，也可能做負功()(8)地磁的N極在地球南極附近，赤道表面附近的地磁場可近似認為平行地面向北() 1安培定則的應用 在運用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應分清“因”和“果”.2.磁場的疊加磁感應強度為矢量，合成與分解，遵循平行四邊形定則一安培定則的應用和磁場的疊加因果磁場原因(電流方向)結果(磁場方向)直線電流的磁場大拇指四指環(huán)形電流的磁場四指大拇指 分析磁場的疊加的思路 (1)根據(jù)安培定則確定通電導線周圍磁場的方向 (2
6、)磁場中每一點磁感應強度的方向為該點磁感線的切線方向 (3)磁感應強度是矢量，多個通電導體產生的磁場疊加時，合磁場的磁感應強度等于各場源單獨存在時在該點磁感應強度的矢量和B 思維導引 (1)在M，N兩點時，O點的兩個分磁感應強度大小關系如何？方向夾角為多大？ (2)在P、N兩點時，O點的兩個分磁感應強度大小關系如何？方向夾角為多大？ 1計算安培力公式FBIL，應用時要注意 (1)B與L垂直； (2)L是有效長度 公式FILB中L指的是“有效長度”當B與I垂直時，F(xiàn)最大，F(xiàn)ILB，當B與I平行時，F(xiàn)0.二安培力的分析和計算 彎曲導線的有效長度L，等于連接兩端點線段的長度(如圖所示)，相應的電流沿
7、L由始端流向末端 閉合線圈通電后，在勻強磁場中受到的安培力的矢量和為零 2方向：根據(jù)左手定則判斷A 1導體的平衡問題 通電導體在磁場中受到安培力的作用而處于平衡狀態(tài)，此類問題要歸結為力學問題，通過受力分析，列平衡方程求解受力分析時，仍然遵循確定研究對象、按一定順序分析受力的原則需要注意的是，安培力方向的確定、安培力大小的計算要和左手定則、歐姆定律等知識相聯(lián)系三對安培力作用下導體運動問題的探究 2導線或線圈在非勻強磁場中的變速運動 此類問題中，關于安培力方向的判斷是一個難點，常用的方法有： (1)電流元法；即把整段電流等效為很多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判
8、斷出整段電流所受合力方向，最后確定運動方向 (2)特殊值分析法：把電流或磁鐵轉到一個便于分析的特殊位置后再判斷所受安培力方向，從而確定運動方向 (3)等效法：環(huán)形電流可以等效成小磁針，通電螺線管可等效為很多環(huán)形電流 (4)利用已知的一些相關結論法：兩電流相互平行時無轉動趨勢，方向相同時相互吸引，方向相反時相互排斥兩電流不平行時有轉動到平行方向相同的趨勢 求解安培力作用下導體棒平衡問題的基本思路 求解關鍵 電磁問題力學化 立體圖形平面化 求解極值數(shù)學化 例3(2016湖北八校第二次聯(lián)考)如圖所示，長為L、質量為m的導體棒ab，置于傾角為的光滑斜面上導體棒與斜面的水平底邊始終平行已知導體棒通以從b
9、向a的電流，電流為I，重力加速度為g. (1)若勻強磁場方向豎直向上，為使導體棒靜止在斜面上，求磁感應強度B的大??；(2)若勻強磁場的大小、方向都可以改變，要使導體棒能靜止在斜面上，求磁感應強度B的最小值和對應的方向思維導引 磁場方向豎直向上，導體棒所受安培力方向向哪？導體棒受幾個力的作用，其受力圖應當怎樣畫？ 1(多選)三條在同一平面(紙面)內的長直絕緣導線組成一等邊三角形，在導線中通過的電流均為I，方向如圖所示a、b和c三點分別位于三角形的三個頂角的平分線上，且到相應頂點的距離相等將a、b和c處的磁感應強度大小分別記為B1、B2和B3，下列說法正確的是()ACAB1B2B3BB1B2B3，
10、Ca和b處磁場方向垂直于紙面向外，c處磁場方向垂直于紙面向里Dc處磁場方向垂直于紙面向外，b和c處磁場方向垂直于紙面向里 解析：由于通過三條導線的電流大小相等，結合安培定則可判斷出三條導線在a、b處產生的合磁感應強度垂直紙面向外，在c處垂直紙面向里，且B1B2B3，A、C正確AD 3如圖所示，長為2l的直導線折成邊長相等、夾角為60的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強磁場中，磁感應強度為B，當在該導線中通以電流強度為I的電流時，該V形通電導線受到的安培力大小為() A0 B0.5BIl CBIlD2BIlCBD 1(2016陜西西安質檢8分)如圖所示，導體桿ab的質量為m，電阻為R，放置在與
11、水平面夾角為的傾斜金屬導軌上，導軌間距為d，電阻不計，系統(tǒng)處在豎直向上的勻強磁場小，磁感應強度為B，電池內阻不計問：答題送檢來自閱卷名師報告錯誤致錯原因扣分(2)通電導線在安培力作用下的平衡問題中，因安培力的變化，可能導致摩擦力方向和大小的變化，應充分考慮，嚴密分析，特別要善于正確地進行受力分析，將立體圖轉化為平面圖，分析桿靜止在導軌上時，只考慮了桿所受摩擦力，沿導軌向上，而忽視了沿導軌向下的情形導致漏解.4 例2(2016寧夏銀川質檢6分)長10 cm的通電直導線，通以1 A的電流，在磁場強弱、方向都一樣的空間(勻強磁場)中某處受到的磁場力為0.4 N，則該磁場的磁感應強度為() A等于4TB大于或等于4 T C小于或等于4 TD上述說法都錯誤答題送檢來自閱卷名師報告BCD A 解析：如圖所示，先對a進行受力分析，a受到b導線產生的磁場的作用力F1，方向向左假設后加的勻強磁場方向垂直于紙面向外，則此磁場對a的作用力F方向向右，F(xiàn)2|F1F|.同理Fb|F1F|，F(xiàn)1為a產生的磁場對b的作用力，F(xiàn)為后加磁場對b的作用力，故FbF2.故正確選項為A 3(2017廣州診斷)如圖所示，有一水平放置的圓環(huán)線圈，半徑為r，單位長度的質量m016 g有一圓錐形的磁場，線圈所在位置的磁感應強度為B0.8 T，錐形的頂角為60，為使線圈懸浮，應通以多大的電流？(g取10 m/s2)課時達標
高考物理一輪總復習 第八章 磁場第23講 磁場 安培力課件
