高考物理总复习专题9磁场第1讲磁场磁场对电流的作用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,*,*,*,1/46,内容,要求,新课标卷真题,命题热点,磁场、磁感应强度、磁感线,卷18题,从近几年高考试题来看，高考对本章内容考查，重点考查安培力、洛伦兹力以及带电粒子在磁场(或复合场)中运动问题对安培力、洛伦兹力考查多以选择题形式出现，对带电粒子运动问题多以综累计算题形式出现，普通综合考查受力分析、动力学关系、功效关系、圆周运动、平抛运动等知识，难度较大，分值较高.,通电直导线和通电线圈周围磁场方向,安培力、安培力方向,卷22题,卷24题,匀强磁场中安培力,洛伦兹力、洛伦兹力方向,卷18题,洛伦兹力公式,带电粒子在匀强磁场中运动,卷18题，卷18题,卷14题，卷19题,卷22题,质谱仪和盘旋加速器,卷15题,2/46,第1讲磁场、磁场对电流作用,【考纲解读】1.知道磁感应强度概念及定义式，并能了解与应用；2.会用安培定则判断电流周围磁场方向；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和加速问题,3/46,一、磁场、磁感应强度,1,磁场,(1)基本性质：磁场对处于其中磁体、电流和运动电荷有_作用,(2)方向：小磁针N极所受磁场力方向,考点O讲堂梳理自查,磁力,4/46,2磁感应强度,(1)物理意义：描述磁场强弱和方向,(2)定义式：,B,_(通电导线垂直于磁场),(3)方向：小磁针静止时_指向,(4)单位：_，符号是T.,二、磁感线及特点,1,磁感线,在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点_方向都跟这点磁感应强度方向一致,N极,特斯拉,切线,5/46,2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_,(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，由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，实际并不存在,切线,强弱,强,弱,闭合,中止,相交,6/46,三、安培力大小和方向,1,安培力大小,(1)磁场和电流垂直时，,F,2)磁场和电流平行时，,F,0.,2安培力方向,(1)用左手定则判定：伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，而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_方向，这时_所指方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向,(2)安培力方向特点：,F,B,，,F,I,，即,F,垂直于,B,和,I,决定平面(注意：,B,和,I,能够有任意夹角),BIL,电流,大拇指,7/46,1,对磁场考查,以下说法正确是(),A磁极与磁极间相互作用是经过磁场产生,B电流与电流间相互作用是经过电场产生,C磁极与电流间相互作用是经过电场与磁场而共同产生,D磁场和电场是同一个物质,【答案】,A,8/46,解析】,电流能产生磁场，在电流周围就有磁场存在，不论是磁极与磁极间还是电流与电流间、磁极与电流间，都有相互作用磁场力磁场是磁现象中一个特殊物质，它基本特点是对放入其中磁极、电流有磁场力作用；而电场是电荷周围存在一个特殊物质，其最基本性质是对放入电场中电荷有电场力作用，所以，磁场和电场是两种不一样物质，各自含有其本身特点所以只有A项正确,9/46,2,对磁感应强度大小考查,(多项选择),关于磁感应强度大小，以下说法正确是(),A磁体在磁场中受磁场力大地方，该处磁感应强度一定大,B磁体在磁场中受磁场力大地方，该处磁感应强度不一定大，与放置方向相关,C通电导线在磁场中受磁场力大地方，该处磁感应强度一定大,D通电导线在磁场中受磁场力大地方，该处磁感应强度不一定大，与放置方向相关,【答案】,AD,【解析】,磁体在磁场中受力跟其放置方向无关，电流在磁场中受力与其放置方向相关,10/46,3,对磁感线考查,(多项选择),关于磁感线性质和概念，下面说法正确是(),A磁感线上各点切线方向就是各点磁感应强度方向,B磁场中任意两条磁感线均不相交,C铁屑在磁场中分布曲线就是磁感线,D磁感线总是从磁体N极指向S极,【答案】,AB,11/46,【解析】,磁感应强度方向就是磁场方向，磁感线切线方向就是磁场方向，所以选项A是正确两条磁感线相交就说明在两线相交处有两个切线方向，即两个磁感应强度方向，这是不可能，磁场中某点磁感应强度是唯一确定，磁感应强度方向也只有一个，所以两条磁感线不能相交，选项B是正确磁感线是为了形象描述磁场磁感应强度分布而画出一簇曲线，不是真实存在，而铁屑分布曲线只能证实磁感线描述磁场方法是正确，而铁屑不是磁感线，选项C是错误在通电螺线管内部，在条形磁体内部磁感线应是从S极指向N极，选项D错误,12/46,4,对通电线圈磁场考查,如图所表示，带负电金属围绕轴,OO,以一定角速度匀速旋转，从右向左看为逆时针方向，在环左侧轴线上小磁针最终平衡位置是(),AN极沿轴线向右BN极沿轴线向左,CN极竖直向下DN极竖直向上,【答案】,B,【解析】,带负电金属环转动，形成反向电流，依据安培定则可判断出圆环轴线上磁场方向水平向左，所以N极沿轴线向左,13/46,5,对安培力方向判断考查,(多项选择),如图所表示，一金属直杆,MN,两端接有导线，悬挂于线圈上方，,MN,与线圈轴线均处于竖直平面内，为使,MN,垂直纸面向外运动，能够(),A将,A,，,C,端接在电源正极，,B,，,D,端接在电源负极,B将,B,，,D,端接在电源正极，,A,，,C,端接在电源负极,C将,A,，,D,端接在电源正极，,B,，,C,端接在电源负极,D将,A,，,C,端接在交流电源一端，,B,，,D,端接在交流电源另一端,【答案】,ABD,14/46,【解析】,要求直杆,MN,垂直纸面向外运动，把直杆所在磁场方向和直杆中电流画出来，得选项A、B正确；若使,A,，,C,两端(或,B,，,D,两端)电势相对于另一端,B,，,D,(或,A,，,C,)电势高低做同时改变，线圈磁场与电流方向关系跟上述两种情况一样，故选项D也正确,15/46,1电流周围磁场,考点1 安培定则应用和磁场叠加,磁场,直线电流磁场,通电螺线管磁场,环形电流磁场,特点,无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱,与条形磁铁磁场相同，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场,环形电流两侧是N极和S极且离圆环中心越远，磁场越弱,16/46,17/46,2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,”,3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,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,18/46,例1,如图所表示，两根相互平行长直导线过纸面上,M,，,N,两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反电流,a,，,O,，,b,在,M,，,N,连线上，,O,为,MN,中点，,c,，,d,位于,MN,中垂线上，且,a,，,b,，,c,，,d,到,O,点距离均相等关于以上几点处磁场，以下说法正确是(),A,O,点处磁感应强度为零,B,a,，,b,两点处磁感应强度大小相等，方向相反C,c,，,d,两点处磁感应强度大小相等，方向相同,D,a,，,c,两点处磁感应强度方向不一样,19/46,思绪剖析：,(1)导线,M,，,N,中电流方向相反(2),O,点为,M,，,N,中点，,a,，,b,两点和,c,，,d,两点含有对称性,【答案】,C,【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依据安培定则判断，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，故选项A错误；,a,，,b,两点磁感应强度大小相等，方向相同，故选项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，故选项C正确；,a,，,c,两点磁感应强度方向相同，故选项D错误,20/46,练1,(多项选择),有两根长直导线,a,，,b,相互平行放置，如图所表示为垂直于导线截面图在图中所表示平面内，,O,点为两根导线连线中点，,M,，,N,为两导线附近两点，它们在两导线连线中垂线上，且与,O,点距离相等若两导线中通有大小相等、方向相同恒定电流,I,，则关于线段,MN,上各点磁感应强度，以下说法中正确是(),A,M,点和,N,点磁感应强度大小相等，方向相同,B,M,点和,N,点磁感应强度大小相等，方向相反,C在线段,MN,上各点磁感应强度都不可能为零,D在线段,MN,上只有一点磁感应强度为零,【答案】,BD,21/46,【解析】,依据安培定则和磁场叠加原理知，,M,点和,N,点磁感应强度大小相等，方向相反，选项A错，B对；在线段,MN,上只有在,O,点处，,a,，,b,两直导线电流形成磁场磁感应强度等大反向，即只有,O,点处磁感应强度为零，选项C错，D正确,22/46,求解相关磁感应强度三个关键,1磁感应强度,由磁场本身决定,2合磁感应强度,等于各磁场磁感应强度矢量和(满足平行四边形定则),3切记判断电流磁场方法,安培定则，并能熟练应用，建立磁场立体分布模型(记住5种常见磁场立体分布图),23/46,1安培力惯用公式,F,BIL,，要求两两垂直，应用时要满足：,(1),B,与,L,垂直,(2),L,是有效长度，即垂直磁感应强度方向长度(两端点距离，如图虚线为有效长度),考点2 安培力和安培力作用下综合问题,24/46,2安培力作用下综合问题,(1)安培力问题常和闭合电路欧姆定律相结合,(2)安培力和重力、弹力、摩擦力等综合分析，能够处理平衡问题，也能够和牛顿第二定律相综合,(3)安培力做功与路径相关，不像重力、电场力做功与路径无关,安培力做正功：是将电源能量传递给通电导线后转化为导线动能或转化为其它形式能,安培力做负功：是将其它形式能转化为电能后储存起来或转化为其它形式能,25/46,例2,如图所表示，两平行金属导轨间距离,L,0.40 m，金属导轨所在平面与水平面夹角,37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度,B,0.50 T，方向垂直于导轨所在平面匀强磁场金属导轨一端接有电动势,E,4.5 V，内阻,r,0.50 直流电源现把一个质量,m,0.040 kg导体棒,ab,放在金属导轨上，导体棒恰好静止导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触两点间电阻,R,0,2.5 ，金属导轨电阻不计，,g,取10 m/s,2,.已知sin 370.60，cos 370.80，求：,(1)经过导体棒电流；,(2)导体棒受到安培力大小；,(3)导体棒受到摩擦力,26/46,思绪剖析：,解答此题能够建立斜面物体模型，将立体图转化为平面图，经过受力分析，依据平衡条件求解,【答案】,(1)1.5 A(2)0.30 N(3)006 N，方向沿斜面向下,27/46,28/46,29/46,处理这类问题，首先将此立体图转化为平面图(剖面图)，金属杆用圆代替，电流方向用,“”,与,“,”,表示，然后画出磁场方向，分析物体受力，画出物体受力平面图，列方程求解,30/46,微课堂,通电导体运动方向判定,电流元法,把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力方向，然后判断整段导线所受协力方向，从而确定导线运动方向,特殊位置法,通电导线转动到某个便于分析特殊位置时，判断其所受安培力方向，从而确定其运动方向,等效法,环形电流可等效成小磁针，通电螺线管能够等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立等效后再确定相互作用情况,31/46,结论法,两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，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,32/46,例3,一直导线平行于通电螺线管轴线放置在螺线管上方，如图所表示，假如直导线能够自由地运动且通以方向为由,a,到,b,电流，则导线,ab,受到安培力作用后运动情况为(),A从上向下看顺时针转动并靠近螺线管,B从上向下看顺时针转动并远离螺线管,C从上向下看逆时针转动并远离螺线管,D从上向下看逆时针转动并靠近螺线管,审题突破：,(1)导线所在空间磁场是怎样？(2)某条磁感线对导线安培力是怎样？,33/46,【答案】,D,【解析】,本题考查安培定则以及左手定则，意在考查学生对安培定则以及左手定则应用了解先由安培定则判断通电螺线管南、北两极，找出导线左、右两端磁感应强度方向，并用左手定则判断这两端受到安培力方向，如图甲所表示能够判断导线受到安培力作用后从上向下看逆时针方向转动再分析此时导线位置磁场方向，再次用左手定则判断导线受到安培力方向，如图乙所表示，导线还要靠近螺线管，所以选项D正确，A、B、C错误,34/46,练3,一个能够自由运动线圈,L,1,和一个固定线圈,L,2,相互绝缘垂直放置，且两个圆线圈圆心重合，当两线圈都通有如图所表示方向电流时，则从左向右看，线圈,L,1,将(),A不动B顺时针转动,C逆时针转动D向纸外平动,【答案】,C,【解析】,两电流间相互作用结果是，有趋向于两电流方向一致趋势，选项C正确,35/46,判定导体运动情况基本思绪,1清楚导体所在位置磁场分布情况,2利用左手定则准确判定导体受力情况,3确定导体运动方向或运动趋势方向,36/46,热点题组一磁场叠加,1,(届大连模拟),如图所表示，,A,，,B,，,C,是等边三角形三个顶点，,O,是,A,，,B,连线中点以,O,为坐标原点，,A,，B,连线为,x,轴，,O,，,C,连线为,y,轴，建立坐标系过,A,，,B,，,C,，,O,四个点各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等、方向向里电流则过,O,点通电直导线所受安培力方向为(),A沿,y,轴正方向B沿,y,轴负方向,C沿,x,轴正方向D沿,x,轴负方向,【答案】,A,模拟精选 组合专练,37/46,2,(多项选择)(届宁德模拟),三条在同一平面(纸面)内长直绝缘导线搭成一等边三角形在导线中经过电流均为,I,，电流方向如图所表示,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,，,B2,和,B,3,.以下说法正确是(),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,a,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,【答案】,AC,38/46,热点题组二安培力大小和方向,3,(届太原模拟),如图所表示，在绝缘水平面上等间距固定着三根相互平行通电直导线,a,，,b,和,c,，各导线中电流大小相同，其中,a,，,c,导线中电流方向垂直纸面向外，,b,导线电流方向垂直纸面向内每根导线都受到另外两根导线对它安培力作用，则关于每根导线所受安培力协力，以下说法中正确是(),A导线,a,所受协力方向水平向右,B导线,c,所受协力方向水平向右,C导线,c,所受协力方向水平向左,D导线,b,所受协力方向水平向左,【答案】,B,39/46,40/46,41/46,42/46,43/46,【答案】,AC,44/46,45/46,46/46,