高考物理总复习第八章磁场第23讲磁场安培力市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件.pptx

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,*,磁场,第 八 章,第,23,讲磁场安培力,1/47,考纲要求,考情分析,命题趋势,1.磁场、磁感应强度、磁感线,2.通电直导线和通电线圈周围磁场方向,3.安培力、安培力方向,4.匀强磁场中安培力,北京卷，17,江苏卷，4,上海卷，13,海南卷，9,全国卷，15,山东卷，16,全国卷，24,高考对本节内容考查主要是以选择题形式考查磁感应强度、安培定则、安培力有时也出现包括安培力计算题，但普通难度不大,说明：安培力计算只限于电流与磁感应强度垂直情形.,2/47,栏目导航,板 块 一,板 块 二,板 块 三,板 块 四,3/47,1,磁场、磁感应强度,(1),磁场基本性质，磁场对处于其中磁体、电流和运动电荷有,_,作用,(2),磁感应强度,物理意义：描述磁场,_,考点磁场安培力,磁力,强弱和方向,4/47,定义式：,_(,通电导线垂直于磁场,),方向：小磁针静止时,_,单位：,_,，符号,T,.,(3),匀强磁场,定义：磁感应强度大小,_,、方向,_,磁场称为匀强磁场,特点：疏密程度相同、方向相同平行直线,N,极指向,特斯拉,处处相等,处处相同,5/47,(4),地磁场,地磁,N,极在地理,_,附近，,S,极在地理,_,附近，磁感线分布如图所表示,在赤道平面上，距离地球表面高度相等各点，磁感应强度,_且方向水平,_,南极,北极,相等,向北,6/47,2,磁感线和电流周围磁场,(1),磁感线特点,磁感线上某点,_,就是该点磁场方向,磁感线疏密程度定性地表示磁场,_,，在磁感线较密地方磁场,_,；在磁感线较疏地方磁场,_,磁感线是闭合曲线，没有起点和终点在磁体外部，从,_,指向,_,，在磁体内部，由,_,指向,_,同一磁场磁感线不,_,、不,_,、不相切,磁感线是假想曲线，客观上不存在,切线方向,强弱,较强,较弱,N,极,S,极,S,极,N,极,中止,相交,7/47,(2),电流周围磁场,(,安培定则,),8/47,3.,安培力大小和方向,(1),大小,若,I,B,时，,_,；若,I,B,时，,F,BIl,.,(2),方向,总垂直于,_,所决定平面，即一定垂直于,B,和,I,，但,B,与,I,不一定垂直能够用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指,_,，而且都跟手掌在,_,，把手放入磁场中，让磁感线,_,，使伸开四指指向,_,方向，那么，,_,所指方向就是通电导线在磁场中受力方向,(3),两平行通电导线间作用,同向电流相互,_,，反向电流相互,_,F,0,B,、,I,垂直,同一平面内,垂直穿入手心,电流,拇指,吸引,排斥,9/47,1,判断正误,(1),磁场中某点磁感应强度大小，跟放在该点试探电流元强弱相关,(,),(2),将通电导线放人磁场中，若不受安培力，说明该处磁感应强度为零,(,),(3),磁场中某点磁感应强度方向，跟放在该点试探电流元所受磁场力方向一致,(,),(4),通电导线在磁感应强度越大地方所受安培力越大,(,),10/47,(5),磁感线是客观存在，磁感线上各点切线方向表示该点磁场方向,(,),(6),相邻两条磁感线之间空白区域磁感应强度为零,(,),(7),安培力可能做正功，也可能做负功,(,),(8),地磁,N,极在地球南极附近，赤道表面附近地磁场可近似认为平行地面向北,(,),11/47,1,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.,磁场叠加,磁感应强度为矢量，合成与分解，遵照平行四边形定则,一安培定则应用和磁场叠加,因果,磁场,原因,(,电流方向,),结果,(,磁场方向,),直线电流磁场,大拇指,四指,环形电流磁场,四指,大拇指,12/47,分析磁场叠加思绪,(1),依据安培定则确定通电导线周围磁场方向,(2),磁场中每一点磁感应强度方向为该点磁感线切线方向,(3),磁感应强度是矢量，多个通电导体产生磁场叠加时，合磁场磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度矢量和,13/47,B,思维导引,(1),在,M,，,N,两点时，,O,点两个分磁感应强度大小关系怎样？方向夹角为多大？,(2),在,P,、,N,两点时，,O,点两个分磁感应强度大小关系怎样？方向夹角为多大？,14/47,15/47,1,计算安培力公式,F,BIL,，应用时要注意,(1),B,与,L,垂直；,(2),L,是有效长度,公式,F,ILB,中,L,指是,“,有效长度,”,当,B,与,I,垂直时，,F,最大，,F,ILB,，当,B,与,I,平行时，,F,0.,二安培力分析和计算,16/47,弯曲导线有效长度,L,，等于连接两端点线段长度,(,如图所表示,),，对应电流沿,L,由始端流向末端,闭合线圈通电后，在匀强磁场中受到安培力矢量和为零,2,方向：依据左手定则判断,17/47,A,18/47,19/47,1,导体平衡问题,通电导体在磁场中受到安培力作用而处于平衡状态，这类问题要归结为力学问题，经过受力分析，列平衡方程求解受力分析时，依然遵照确定研究对象、按一定次序分析受力标准需要注意是，安培力方向确实定、安培力大小计算要和左手定则、欧姆定律等知识相联络,三对安培力作用下导体运动问题探究,20/47,2,导线或线圈在非匀强磁场中变速运动,这类问题中，关于安培力方向判断是一个难点，惯用方法有：,(1),电流元法；即把整段电流等效为很多段直线电流元，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协力方向，最终确定运动方向,(2),特殊值分析法：把电流或磁铁转到一个便于分析特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向,(3),等效法：环形电流能够等效成小磁针，通电螺线管可等效为很多环形电流,(4),利用已知一些相关结论法：,两电流相互平行时无转动趋势，方向相同时相互吸引，方向相反时相互排斥,两电流不平行时有转动到平行方向相同趋势,21/47,求解安培力作用下导体棒平衡问题基本思绪,求解关键,电磁问题力学化,立体图形平面化,求解极值数学化,22/47,例,3,(,湖北八校第二次联考,),如图所表示，长为,L,、质量为,m,导体棒,ab,，置于倾角为,光滑斜面上导体棒与斜面水平底边一直平行已知导体棒通以从,b,向,a,电流，电流为,I,，重力加速度为,g,.,(1),若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度,B,大小；,(2),若匀强磁场大小、方向都能够改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度,B,最小值和对应方向,思维导引,磁场方向竖直向上，导体棒所受安培力方向向哪？,导体棒受几个力作用，其受力图应该怎样画？,23/47,24/47,1,(,多项选择,),三条在同一平面,(,纸面,),内长直绝缘导线组成一等边三角形，在导线中经过电流均为,I,，方向如图所表示,a,、,b,和,c,三点分别位于三角形三个顶角平分线上，且到对应顶点距离相等将,a,、,b,和,c,处磁感应强度大小分别记为,B,1,、,B,2,和,B,3,，以下说法正确是,(,),AC,A,B,1,B,2,B,3,B,B,1,B,2,B,3,，,C,a,和,b,处磁场方向垂直于纸面向外，,c,处磁场方向垂直于纸面向里,D,c,处磁场方向垂直于纸面向外，,b,和,c,处磁场方向垂直于纸面向里,25/47,解析：,因为经过三条导线电流大小相等，结合安培定则可判断出三条导线在,a,、,b,处产生合磁感应强度垂直纸面向外，在,c,处垂直纸面向里，且,B,1,B,2,B,3,，,A,、,C,正确,26/47,AD,27/47,28/47,3,如图所表示，长为,2,l,直导线折成边长相等、夹角为,60,V,形，并置于与其所在平面相垂直匀强磁场中，磁感应强度为,B,，当在该导线中通以电流强度为,I,电流时，该,V,形通电导线受到安培力大小为,(,)A,0,B,0.5,BIl,C,BIl,D,2,BIl,C,29/47,BD,30/47,31/47,1,(,陕西西安质检,8,分,),如图所表示，导体杆,ab,质量为,m,，电阻为,R,，放置在与水平面夹角为,倾斜金属导轨上，导轨间距为,d,，电阻不计，系统处于竖直向上匀强磁场小，磁感应强度为,B,，电池内阻不计问：,32/47,答题送检,来自阅卷名师汇报,错误,致错原因,扣分,(2),通电导线在安培力作用下平衡问题中，因安培力改变，可能造成摩擦力方向和大小改变，应充分考虑，严密分析，尤其要善于正确地进行受力分析，将立体图转化为平面图，分析杆静止在导轨上时，只考虑了杆所受摩擦力，沿导轨向上而忽略了沿导轨向下情形造成漏解.,4,33/47,34/47,35/47,36/47,例,2,(,宁夏银川质检,6,分,),长,10 cm,通电直导线，通以,1 A,电流，在磁场强弱、方向都一样空间,(,匀强磁场,),中某处受到磁场力为,0.4 N,，则该磁场磁感应强度为,(,),A,等于,4TB,大于或等于,4 T,C,小于或等于,4 TD,上述说法都错误,37/47,答题送检,来自阅卷名师汇报,38/47,39/47,BCD,40/47,41/47,A,42/47,解析：,如图所表示，先对,a,进行受力分析，,a,受到,b,导线产生磁场作用力,F,1,，方向向左假设后加匀强磁场方向垂直于纸面向外，则此磁场对,a,作用力,F,方向向右，,F,2,|,F,1,F,|.,同理,F,b,|,F,1,F,|,，,F,1,为,a,产生磁场对,b,作用力，,F,为后加磁场对,b,作用力，故,F,b,F,2,.,故正确选项为,A,43/47,3,(,广州诊疗,),如图所表示，有一水平放置圆环线圈，半径为,r,，单位长度质量,m,0,16 g,有一圆锥形磁场，线圈所在位置磁感应强度为,B,0.8 T,，锥形顶角为,60,，为使线圈悬浮，应通以多大电流？,(,g,取,10 m/s,2,),44/47,45/47,46/47,课时达标,47/47,