關(guān)于高考物理核心要點(diǎn)突破系列第第二節(jié)安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度人教版選修第1頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六

核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練第二節(jié)課前自主學(xué)案目標(biāo)概覽第2頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六目標(biāo)概覽學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的概念，知道其單位．2．知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?．知道什么叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)，知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線的分布情況．4．知道什么是安培力，知道電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流所受的安培力為零；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流所受安培力的大小F＝BIL.5．會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向．第3頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六重點(diǎn)難點(diǎn)：1.理解磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小的決定因素，掌握安培力大小計(jì)算和方向判斷的方法．2．對(duì)左手定則的理解．第4頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六課前自主學(xué)案一、磁感應(yīng)強(qiáng)度1．定義：在磁場(chǎng)中_______磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的_____叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，用B來表示．垂直于比值第5頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六垂直于磁場(chǎng)第6頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六3．單位：特斯拉，簡(jiǎn)稱特，國(guó)際符號(hào)是T.1T＝1___________.4．磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，既有大小，又有方向，磁場(chǎng)中某一點(diǎn)____________的方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向．5．磁感線的______程度可以表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。鸥袘?yīng)強(qiáng)度疏密第7頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六二、勻強(qiáng)磁場(chǎng)如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的______和_____處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是相互____且___________的直線(與勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線相似)．三、安培力磁場(chǎng)對(duì)_____的作用力叫安培力．1．大?。?1)當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向_____時(shí)，所受安培力最大為F＝BIL.(2)當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向_____時(shí)，所受安培力最小為F＝0.大小方向平行分布均勻電流垂直平行第8頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六(3)當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，所受安培力介于__和____之間．2．方向：(1)左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向_____的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受_______的方向．(2)安培力的特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F的方向垂直于_______和___________所在的平面．(B和I可以有任意夾角．)0BIL電流安培力磁感線通電導(dǎo)線第9頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六核心要點(diǎn)突破第10頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六第11頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六5．磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較第12頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六特別提醒：磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場(chǎng)本身決定，與放入的通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度、電流無關(guān)，引入電流元IL只是一種研究方法，被研究的量與研究方法無關(guān)．第13頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六二、如何確定安培力的大小和方向1．安培力的大小(1)安培力的大小與導(dǎo)線放置有關(guān)．同一通電導(dǎo)線，按不同方式放在同一磁場(chǎng)中，如圖15－2－1所示，三種情況下，導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)安培力最大，取為Fmax；當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，安培力最小，F(xiàn)＝0；其他情況下，0<F<Fmax.

圖15－2－1第14頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六(2)公式F＝BIL中L指的是“有效長(zhǎng)度”．當(dāng)B與I垂直時(shí)，F(xiàn)最大，F(xiàn)＝BIL；當(dāng)B與I平行時(shí)，F(xiàn)＝0.(3)彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L，等于連接兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度(如圖15－2－2)；相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端．

圖15－2－2第15頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六2．電場(chǎng)力與安培力的比較第16頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六三、如何判斷通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向1．電流元分析法把整段電流分成很多小段直線電流，其中每一小段就是一個(gè)電流元．先用左手定則判斷出每小段電流元受到的安培力的方向，再判斷整段電流所受安培力的方向，從而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向．2．特殊位置分析法把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置(如轉(zhuǎn)過90°)后再判斷所受安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向．第17頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六3．等效分析法環(huán)形電流可以等效成條形磁鐵、條形磁鐵也可以等效成環(huán)形電流、通電螺線管可等效成很多的環(huán)形電流來分析．4．推論分析法(1)兩直線電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，方向相同時(shí)相互吸引，方向相反時(shí)相互排斥；(2)兩直線電流不平行時(shí)有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且方向相同的趨勢(shì)．第18頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六課堂互動(dòng)講練對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解例1 有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說法中，正確的是(

)A．磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量B．若有一小段通電導(dǎo)體在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零第19頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六第20頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六第21頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六【答案】

A【點(diǎn)評(píng)】磁場(chǎng)的強(qiáng)弱由磁場(chǎng)本身決定，與磁場(chǎng)中是否放入通電導(dǎo)線，導(dǎo)線放入的位置無關(guān)．用垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線所受安培力的大小來量度磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，導(dǎo)線的作用在于檢測(cè)．與電場(chǎng)不同的是電場(chǎng)中只要場(chǎng)強(qiáng)不為零，帶電粒子一定受力，而磁場(chǎng)中即使磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，通電導(dǎo)線受力也有可能為零．安培力的大小與B、I、L及電流與磁場(chǎng)的夾角有關(guān)．第22頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六變式訓(xùn)練1下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說法中，正確的是(

)A．某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)力的方向B．小磁針N極受力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向C．垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向D．磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向第23頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六解析：選BD.磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，磁場(chǎng)方向也就是小磁針N極受力方向．但電流受力的方向不代表磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)方向．第24頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加例2圖15－2－3第25頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六圖15－2－4第26頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六【答案】

D【點(diǎn)評(píng)】磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，計(jì)算時(shí)與力的計(jì)算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進(jìn)行合成與分解，該題中C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)為A、B兩導(dǎo)線在該處所產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和．第27頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六變式訓(xùn)練2

如圖15－2－5，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1＞I2；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；b點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直．磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是(

)A．a(chǎn)點(diǎn)

B．b點(diǎn)C．c點(diǎn)

D．d點(diǎn)圖15－2－5第28頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六解析：選C.由于I1>I2，且離導(dǎo)線越遠(yuǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)越弱，在a點(diǎn)I1產(chǎn)生的磁場(chǎng)比I2產(chǎn)生的磁場(chǎng)要強(qiáng)，A錯(cuò)，同理，C對(duì)．I1與I2在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同，合成后不可能為零，B錯(cuò)．d點(diǎn)兩電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)B1、B2不共線，合磁場(chǎng)不可能為0，D錯(cuò)．第29頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六 一個(gè)可自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1和一個(gè)固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個(gè)線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈都通過如圖15－2－6所示方向的電流時(shí)，則從左向右看，線圈L1將(

)A．不動(dòng)B．順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C．逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

D．向紙外平動(dòng)通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)問題例3圖15－2－6第30頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六【解析】法一：利用結(jié)論法，環(huán)形電流L1、L2間不平行，則必有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可判斷出L1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，故從左向右看線圈L1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．圖15－2－7第31頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六法二：把線圈L1等效成小磁針，如圖15－2－7所示，線圈L2在線圈L1所占據(jù)的空間內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，等效的小磁針N極的受力方向與所在區(qū)域磁場(chǎng)方向一致，故從左向右看線圈L1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．法三：把線圈L1沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸分成前后兩部分，前一部分在線圈L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的安培力向上，后一部分在線圈L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的安培力向下，故從左向右看線圈L1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．第32頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六【答案】

C【點(diǎn)評(píng)】判斷在安培力作用下通電導(dǎo)體和通電線圈運(yùn)動(dòng)方向的方法(1)電流元法：即把整段電流等效為多段直流電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向．如例3的法三．(2)等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管，如例3的法二．第33頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六變式訓(xùn)練3

如圖15－2－8所示，靜止的圓形線圈有逆時(shí)針方向的電流，在其直徑MN靠近N點(diǎn)處放一根垂直于線圈平面且固定不動(dòng)的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線中通以垂直紙面向里的電流后，則圓形線圈將(

)A．僅向左平動(dòng)B．僅向右平動(dòng)C．以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且向左平動(dòng)D．以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且向右平動(dòng)圖15－2－8第34頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六解析：選C.長(zhǎng)直導(dǎo)線通電后在它周圍形成以長(zhǎng)直導(dǎo)線上的點(diǎn)為圓心的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，如圖中虛線所示，圓形線圈就是在該磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線．要受到安培力的作用，其方向可由左手定則判斷，圓形線圈下半部分所在處磁場(chǎng)方向斜向上，所以受的安培力方向垂直于紙面向外，上半部分線圈受的安培力垂直于紙面向里．因此線圈以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的右邊電流趨向于與直線電流同向，線圈的左邊電流趨向于與直線電流反向，因同向電流相吸，反向電流相斥，水平方向合力向左，所以線圈邊轉(zhuǎn)動(dòng)、邊向左平動(dòng)，C選項(xiàng)正確．第35頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六 如圖15－2－9所示，在傾角為θ＝30°的斜面上，固定一寬L＝0.25m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變阻器．安培力作用下的平衡問題例4圖15－2－9第36頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六電源電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻為r＝1.0Ω.一質(zhì)量m＝20g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好．整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.80T、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì))．金屬導(dǎo)軌是光滑的，取g＝10m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求：(1)金屬棒所受到的安培力；(2)通過金屬棒的電流；(3)滑動(dòng)變阻器R接入到電路中的阻值．第37頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六圖15－2－10第38頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六【答案】

(1)0.1N

(2)0.5A

(3)23Ω【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于含有安培力的力學(xué)問題，跟分析力學(xué)問題一樣，首先要進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)力學(xué)規(guī)律求解．第39頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)17分，星期六變式訓(xùn)練4如圖15－2－11所示，兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源E，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝