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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第九章磁场,1/49,内容,要求,说明,命题趋势,磁场磁感应强度磁感线磁通量,整体来说，计算题考查比较常见，选择题有时出现，但都是以中难题形式出现，分值比重大，属于拉开分差情况，必须苦下功夫，认真对待预计今后出现在计算题中可能性非常大，而且命题背景将会愈加前沿、新奇，重视与科技、生活应用，如质谱仪、盘旋加速器等另外关于带电粒子在复合场中运动将会对分析、推理、综合能力提出更高要求，可能对空间轨迹、函数表示、数学归纳等数学工具使用提出要求,通电直导线和通电线圈周围磁场方向,安培力,计算限于直导线跟匀强磁场平行或垂直两种情况,2/49,内容,要求,说明,命题趋势,洛伦兹力,本章包括知识点主要包含以下几个方面：1.四个基本概念：磁感应强度、磁感线、安培力、洛伦兹力.2.两个基本定则：安培定则和左手定则.3.两个主要内容：一是通电导线在磁场中所受安培力，一是带电粒子在磁场中运动所受洛伦兹力.4.几个主要仪器分析：速度选择器、质谱仪、磁流体发电机、电磁流量计、盘旋加速器等在一轮复习过程中带电粒子在磁场或复合场中运动是本章重点和难点，要经过一定强化训练，熟练掌握这类问题基本方法，切实提升应用物理知识综合分析问题、应用数学知识求解物理问题能力另外，对导体受安培力分析，要善于把立体图形改成平面图形，注意培养空间想象能力,带电粒子在匀强磁场中运动,计算限于速度与磁感应强度平行或垂直两种情况,质谱仪和盘旋加速器工作原理,3/49,4/49,第1讲磁场描述磁场对电流作用,5/49,6/49,1.会用安培定则判断电流周围磁场方向,2.会计算电流在磁场中受到安培力,3.会用左手定则分析处理通电导体在磁场中受力及平衡类问题,7/49,特殊,磁体,电流,正比,正比,8/49,3.磁场叠加：,B,方向即_，与小磁针N极受到力方向相同，磁感应强度是_，空间某点磁场叠加遵照_,4.磁感线特点：,(1)磁感线上某点_方向就是该点磁场方向,(2)磁感线疏密定性地表示磁场_，在磁感线较密地方磁场较_，在磁感线较疏地方磁场较_,磁场方向,矢量,平行四边形定则,切线,强弱,强,弱,9/49,(3)磁感线是_曲线，没有起点和终点在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，从S极指向N极,(4)同一磁场磁感线不_、不_、不相切,(5)磁感线是假想曲线，客观上不存在,闭合,中止,相交,10/49,5.安培定则：又称右手螺旋定则，对于通电直导线产生磁场，使用时大拇指所指方向与_一致，弯曲四指方向就是_方向；对通电圆环或通电螺线管，弯曲四指与_方向一致，大拇指指向就是轴线上磁感线方向或螺线管内部磁感线方向,6.左手定则：伸开左手，让磁感线从掌心进入，并使四指指向_，这时大拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受_,7.安培力公式：,F,_，其中,为_方向与_方向之间夹角,电流方向,磁感线围绕,环形电流,电流方向,安培力方向,ILB,sin,磁场,电流,11/49,12/49,对磁感应强度B了解及磁场和电场对比,13/49,4.磁感应强度,B,与电场强度,E,比较,电场强度,E,是描述电场强弱物理量，磁感应强度,B,是描述磁场强弱物理量这两个物理量比较以下表所表示：,14/49,磁感应强度,B,电场强度,E,方向,磁感线切线方向，小磁针N极受力方向,电场线切线方向，放入该点正电荷受力方向,大小决定原因,由磁场决定，与检验电流无关,由电场决定，与检验电荷无关,场,叠加,合磁感应强度等于各磁场磁感应强度B矢量和,合场强等于各个电场场强E矢量和,单位,1 T1 N/(Am),1 V/m1 N/C,15/49,5.磁感线与电场线比较,磁感线,电场线,相,似,点,引入目标,都是为了形象地描述场而引入假想曲线，实际不存在,疏密意义,都能定性描述场强弱,切线方向,都表示该点场方向,是否相交,都不相交,不一样点,闭合曲线，外部由N,S，内部由S,N,起始于正电荷(或无限远)，终止于无限远(或负电荷),16/49,6.磁场叠加,磁感应强度是矢量，计算时与力计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解,17/49,C,18/49,【解析,】,依据安培定则判断磁场方向，再结合矢量合成知识求解，两直线电流在,O,点产生磁场方向均垂直于,MN,向下，,O,点磁感应强度不为零，故A错误；,a,、,b,两点磁感应强度大小相等，方向相同，故B错误；依据对称性，,c,、,d,两点处磁感应强度大小相等，方向相同，故C正确；,a,、,c,两点磁感应强度方向相同，故D错误,19/49,典题演示2,(连云港、宿迁、徐州三模),如图甲所表示，一个条形磁铁,P,固定在水平桌面上，以,P,右端点为原点，中轴线为,x,轴建立一维坐标系一个灵敏小磁针,Q,放置在,x,轴上不一样位置，设,Q,与,x,轴之间夹角为,.试验测得sin,与,x,之间关系如图乙所表示已知该处地磁场方向水平，磁感应强度大小为,B,0,.以下说法中正确是(),A.,P,右端为S极,B.,P,中轴线与地磁场方向平行,C.,P,在,x,0,处产生磁感应强度大小为,B,0,D.,x,0,处合磁场磁感应强度大小为 2,B,0,C,20/49,21/49,1.安培定则应用,在利用安培定则判定直线电流和环形电流磁场时应分清“因”和“果”.,2.磁场方向：磁感线切线方向，小磁针N极受力方向,安培定则应用及磁场方向确实定,原因(电流方向),结果(磁场绕向),直线电流磁场,大拇指,四指,环形电流磁场,四指,大拇指,22/49,A,23/49,A B,C D,24/49,【解析,】,两根导线在坐标原点处磁感应强度为,B,，方向都垂直纸面向里对,A,，三根导线产生磁场方向向里，一根向外，合成后也是两根向里，故A正确；对,B,同理，四根导线产生磁场方向均向里，故B错误；三根导线产生磁场方向向外，一根向里，合成后是两根向外，故C错误；两根导线产生磁场方向向外，两根向里，合成后磁场为零，故D错误,25/49,1.安培力大小,(1)当,I,B,时，,F,BIL,.,(2)当,I,B,时，,F,0.,注意：(1)当导线弯曲时，,L,是导线两端有效直线长度,(2)对于任意形状闭合线圈，其有效长度均为零，所以通电后在匀强磁场中受到安培力矢量和为零,安培力作用下导体运动情况判定,26/49,2.安培力方向：用左手定则判断，注意安培力既垂直于,B,，也垂直于,I,，即垂直于,B,与,I,决定平面,3.判定安培力作用下导体运动情况惯用方法,电流元法,分割为电流元，用左手定则确定安培力方向整段导体所受协力方向运动方向,特殊,位置法,在特殊位置,安培力方向,运动方向,等效法,环形电流小磁针,条形磁铁通电螺线管多个环形电流,27/49,结论法,同向电流相互吸引，异向电流相互排斥,两不平行直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同趋势,转换研究对象法,定性分析磁体在电流磁场作用下怎样运动或运动趋势问题，可先分析电流在磁体磁场中所受安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场作用力，从而确定磁体所受协力及运动方向,28/49,典题演示4如图所表示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁轴线穿过线圈圆心且垂直线圈平面当线圈内通以图中方向电流后，线圈运动情况是(),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,A,29/49,【解析,】,解法一：电流元法,首先将圆形线圈分成很多小段，每小段可看做一直线电流，取其中上、下两小段分析，其截面图和受安培力情况如图甲所表示依据对称性可知，线圈所受安培力协力水平向左，故线圈向左运动，A正确,甲,30/49,解法二：等效法,将环形电流等效成一条形磁铁，如图乙所表示，据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动同时，也可将左侧条形磁铁等效成一环形电流，依据结论“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”，也可得到答案A.,乙,31/49,1.处理相关通电导体在磁场中平衡问题，关键是受力分析，只不过比纯力学中平衡问题要多考虑一个安培力,2.画好辅助图(如斜面)，标明辅助方向(如,B,方向、,I,方向等)是画好受力分析图关键,3.因为安培力,F,、电流,I,、磁感应强度,B,方向之间包括三维空间，所以在受力分析时要善于把立体图转化成平面图,安培力作用下通电导体平衡问题,32/49,典题演示5,(多项选择)(泰州中学),如图所表示，质量为,m,、长为,L,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,正方向电流,I,，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为,.则磁感应强度方向和大小可能为(),BC,33/49,34/49,35/49,(1)经过导体棒电流,【答案】,1.5 A,(2)导体棒受到安培力大小,【答案】,0.30 N,(3)导体棒受到摩擦力,【答案】,0.06 N，沿导轨平面向下,36/49,37/49,38/49,1.如图所表示，有一束电子沿,y,轴正方向移动，则在,z,轴上某点,P,磁场方向是(),A沿,x,轴正方向,B沿,x,轴负方向,C沿,z,轴正方向,D沿,z,轴负方向,【解析,】,运动电荷能够产生磁场，本质上与电流产生磁场相同，因为电荷定向移动形成电流，而电流能够产生磁场因为电子带负电，所以等效电流方向沿,y,轴负方向，即可判定,P,点磁场方向沿,x,轴负方向,B,39/49,A,40/49,41/49,3.,(江苏卷),如图所表示，用天平测量匀强磁场磁感应强度，以下各选项所表示载流线圈匝数相同，边长,MN,相等，将它们分别挂在天平右臂下方，线圈中通有大小相同电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小改变，天平最轻易失去平衡是(),A,42/49,【解析,】,假设载流线圈电流方向是顺时针方向，依据左手定则得出载流线圈各边所受安培力方向，如图所表示，C、D选项中各边所受安培力方向类似于B图，依据力图结协力合成能够发觉A图中载流线圈各边所受安培力协力最大，所以若磁场发生微小改变，天平最轻易失去平衡是A图天平故选A.,43/49,4.,(常熟中学),在同一平面内有四根彼此绝缘通电直导线，如图所表示，四根导线中电流大小关系为,I,1,I,2,I,3,I,4,，切断哪一导线中电流能使,O,点(,O,点为四根导线所围矩形中心)磁感应强度减为最弱(),A.切断,I,1,B.切断,I,2,C.切断,I,3,D.切断,I,4,D,44/49,【解析,】,因为,I,1,I,2,，由安培定则可知这两根导线在,O,处产生磁感应强度为0，,I,3,和,I,4,两根导线在,O,处产生垂直纸面向里磁场，因为,I,3,I,4,，即,I,4,在,O,处产生磁场大，所以切断,I,4,能使,O,点磁感应强度减为最弱，故D正确，A、B、C错误,45/49,5.,(启东中学),如图所表示，通电直导线,ab,位于两平行导线横截面,MN,连线中垂线上当平行导线通以同向等值电流时，以下说法中正确是(),A.,ab,顺时针旋转,B.,a,端向外，,b,端向里旋转,C.,ab,逆时针旋转,D.,a,端向里，,b,端向外旋转,B,46/49,【解析,】,导线,M,和,N,磁感线都是同心圆，所以对,ab,上半段，,M,导线磁感线指向右下，能够用左手定则判断,a,端受向外力，,N,导线磁感线指向右上，也使,a,端受向外力，所以,a,端向外旋转；同理也能够分析出,b,端受向里力从而使得,a,端转向纸外，,b,端转向纸里，故B正确，A、C、D错误,47/49,C,48/49,49/49,
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