2014高三一輪復習-8-1-磁場的描述(miáoshù)及磁場對電流的作用資料第一頁，共59頁。磁場(cíchǎng)、磁感應強度Ⅰ(考綱要求)第二頁，共59頁。答案(dáàn)BD第三頁，共59頁?！局R存盤】1．磁場 (1)根本特性：磁場對處于(chǔyú)其中的磁體、電流和運動電荷有的作用． (2)方向：小磁針的所受磁場力的方向．磁場(cíchǎng)力N極

強弱(qiánɡruò)方向

N極

第四頁，共59頁。3．勻強磁場 (1)定義：磁感應強度的大小、方向 的磁場稱為勻強磁場． (2)特點 勻強磁場中的磁感線是疏密程度相同(xiānɡtónɡ)的、方向相同(xiānɡtónɡ)的平行直線.處處(chùchù)相等處處(chùchù)相同第五頁，共59頁?！舅季S驅動】 以下關于電場線和磁感線的說法中，正確的選項是()． A．電場線和磁感線都是電場或磁場中實際存在的線 B．磁場中兩條磁感線一定不相交，但在復雜(fùzá)電場中的電場線是可以相交的 C．電場線是一條不閉合曲線，而磁感線是一條閉合曲線 D．電場線越密的地方，電場越強，磁感線越密的地方，磁場也越強磁感線通電直導線和通電線圈周圍(zhōuwéi)磁場的方向Ⅰ(考綱要求)答案(dáàn)CD第六頁，共59頁?！局R存盤】1．磁感線 (1)磁感線：在磁場中畫出一些(yīxiē)有方向的曲線，使曲線上各點的方向跟這點的磁感應強度方向一致． (2)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場磁感線分布(如圖8-1-1所示)切線(qiēxiàn)圖8-1-1

第七頁，共59頁。2．電流(diànliú)的磁場通電直導線通電螺線管環(huán)形電流安培定則立體圖第八頁，共59頁。橫截面圖縱截面圖第九頁，共59頁?！舅季S驅動】 一根容易形變的彈性導線，兩端固定．導線中通有電流，方向如以下圖中箭頭所示．當沒有磁場時，導線呈直線狀態(tài)(zhuàngtài)；當分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強磁場時，描述導線狀態(tài)(zhuàngtài)的四個圖示中正確的選項是 ()．勻強磁場中的安培力Ⅱ(考綱要求(yāoqiú))安培力、安培力的方向(fāngxiàng)Ⅰ(考綱要求)第十頁，共59頁。解析通電導線在磁場(cíchǎng)中受安培力時，可用左手定那么判斷安培力的方向．答案D第十一頁，共59頁。【知識存盤】1．安培力的大小 當磁感應強度B的方向與導線方向成θ角時，F＝ ，這是一般情況(qíngkuàng)下的安培力的表達式，以 下是兩種特殊情況(qíngkuàng)： (1)磁場和電流垂直時：F＝. (2)磁場和電流平行時：F＝0.BILsinθ

BIL

第十二頁，共59頁。2．安培力的方向 (1)用左手定那么(nàme)判定：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內．讓磁感線從掌心進入，并使四指指向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受． (2)安培力的方向特點：F⊥B，F⊥I，即F垂直于 決定的平面．電流(diànliú)的方向安培力的方向(fāngxiàng)B和I

第十三頁，共59頁。第十四頁，共59頁?？键c一對磁感應強度的理解【典例1】(2012·大綱全國卷，18) 如圖 8-1-2所示，兩根相互平行的長直導 線過紙面上的M、N兩點，且與紙面 垂直，導線中通(zhōnɡtōnɡ)有大小相等、方向相 反的電流．a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點，c、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點的距離均相等．關于以上幾點處的磁場，以下說法正確的選項是()．圖8-1-2

第十五頁，共59頁。A．O點處的磁感應強度為零B．a、b兩點處的磁感應強度大小相等，方向相反C．c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同D．a、c兩點處磁感應強度的方向不同解析根據(gēnjù)安培定那么判斷磁場方向，再結合矢量的合成知識求解．根據(gēnjù)安培定那么判斷：兩直線電流在O點產生的磁場方向均垂直于MN向下，O點的磁感應強度不為零，故A選項錯誤；a、b兩點的磁感應強度大小相等，方向相同，故B選項錯誤；根據(gēnjù)對稱性，c、d兩點處的磁感應強度大小相等，方向相同，故C選項正確；a、c兩點的磁感應強度方向相同，故D選項錯誤．答案C第十六頁，共59頁?！咀兪礁?】關于磁感應強度B，以下說法中正確的選項是 ()． A．根據磁感應強度定義B＝F/(IL)，磁場中某點的磁感應強度B與F成正比，與I成反比 B．磁感應強度B是標量，沒有方向 C．磁感應強度B是矢量，方向與F的方向相反 D．在確定的磁場中，同一點的磁感應強度B是確定的，不同點的磁感應強度B可能不同，磁感線密集(mìjí)的方磁感應強度B大些，磁感線稀疏的地方磁感應強度B小些第十七頁，共59頁。解析磁感應強度是磁場本身的性質(xìngzhì)，與放入磁場中的導體的電流或受力大小F無關，A錯誤；磁感應強度B是矢量，其方向與F總是垂直的，電流方向與F也總是垂直的，B、C錯誤；在確定的磁場中，同一點的磁感應強度B是確定的，由磁場本身決定，與其他外來的一切因素無關，用磁感線的疏密程度表示磁場的強弱，D正確．答案D第十八頁，共59頁。借題發(fā)揮求解有關磁感應強度問題的關鍵1．磁感應強度―→由磁場本身決定．2．合磁感應強度―→等于各磁場的磁感應強度的矢量和(滿足(mǎnzú)平行四邊形定那么)3．牢記判斷電流的磁場的方法―→安培定那么，并能熟練應用，建立磁場的立體分布模型(記住5種常見磁場的立體分布圖)．第十九頁，共59頁。備課(bèikè)札記第二十頁，共59頁。考點二對安培定那么、左手定那么的理解及應用【典例2】通電矩形導線(dǎoxiàn)框abcd與無限長通 電直導線(dǎoxiàn)MN在同一平面內，電流方向 如圖8-1-3所示，ad邊與MN平行，關于 MN中電流產生的磁場對線框的作用， 以下表達中正確的選項是 ()． A．線框有兩條邊所受到的安培力方向相同 B．線框有兩條邊所受到的安培力大小相同 C．整個線框有向里收縮的趨勢 D．假設導線(dǎoxiàn)MN向左微移，各邊受力將變小，但合力不變圖8-1-3第二十一頁，共59頁。解析由直線電流產生磁場的特點可知，與導線距離相等的位置磁感應強度大小相等，因此ab與cd邊受到的安培力大小相等，B對；由安培定那么知MN中電流在導線框處產生的磁場垂直紙面向里，由左手定那么可判定(pàndìng)ab受力方向向下，cd受力方向向上，ad受力方向向左，bc受力方向向右，但ad受到的力大于bc受到的力，整個線框有向外擴張的趨勢，A、C錯；假設MN向左微移，那么線框各邊所在處磁場均減弱，故各邊受力均變小，但ad邊所在處減弱更多，故線框所受向左的合力變小，D錯．答案B第二十二頁，共59頁。【變式跟蹤(gēnzōng)2】在等邊三角形的三個 頂點a、b、c處，各有一條長直 導線垂直穿過紙面，導線中通有 大小相等的恒定電流，方向如圖 8-1-4所示，那么過c點的導線所受安培力的方向()． A．與ab邊平行，豎直向上 B．與ab邊平行，豎直向下 C．與ab邊垂直，指向左邊 D．與ab邊垂直，指向右邊圖8-1-4

第二十三頁，共59頁。解析根據安培定那么(nàme)，a、b在c處所激發(fā)的磁場方向分別如圖中Ba、Bb所示，應用平行四邊形定那么(nàme)可知c導線所在處的合磁場方向如圖所示．根據左手定那么(nàme)可知安培力F安的方向與a、b連線垂直，指向左邊．答案C第二十四頁，共59頁。借題發(fā)揮安培定那么(nàme)和左手定那么(nàme)的“因〞與“果〞1．安培定那么(nàme)用于判定電流周圍磁場的磁感線分布，使用時注意分清“因——電流方向〞和“果——磁場方向〞．2．左手定那么(nàme)用于判定安培力的方向，使用時注意分清“因——電流方向與磁場方向〞和“果——受力方向〞．第二十五頁，共59頁。備課(bèikè)札記第二十六頁，共59頁?？键c三通電導體在安培力作用下的平衡問題【典例3】(2012·天津卷，2)如圖8-1-5所 示，金屬棒MN兩端由等長的輕質細 線水平懸掛，處于豎直向上的勻強 磁場中，棒中通以由M向N的電流， 平衡時兩懸線與豎直方向夾角均為 θ.如果僅改變以下某一個(yīɡè)條件， θ角的相應變化情況是 ()．A．棒中的電流變大，θ角變大B．兩懸線等長變短，θ角變小C．金屬棒質量變大，θ角變大D．磁感應強度變大，θ角變小圖8-1-5

第二十七頁，共59頁。答案(dáàn)A第二十八頁，共59頁?！咀兪礁?】 如圖8-1-7所示，光滑的平行(píngxíng)導軌 與電源連接后，與水平方向成θ 角傾斜放置，導軌上放一個質量 為m的金屬導體棒．當S閉合后， 在棒所在區(qū)域內加一個適宜的勻強磁場，可以使導體棒靜止平衡，下面四個圖中分別加了不同方向的磁場，其中一定不能平衡的是 ()．圖8-1-7

第二十九頁，共59頁。解析四種(sìzhǒnɡ)情況的受力分別如下圖，A、C有可能平衡，D中如果重力與安培力剛好大小相等，那么導體棒與導軌間沒有壓力，也可以平衡，B中合外力不可能為零，一定不能平衡．答案B第三十頁，共59頁。借題發(fā)揮1．通電導體在磁場中受到的安培力 (1)方向：根據左手定那么判斷(pànduàn) (2)大?。河晒紽＝BIL計算，且其中的L為導線在磁場中的有效長度．如彎曲通電導線的有效長度L等于連接兩端點的直線的長度，相應的電流方向沿兩端點連線由始端流向末端，如圖8-1-6所示．圖8-1-6

第三十一頁，共59頁。2．求解安培力作用下導體(dǎotǐ)棒平衡問題的根本思路第三十二頁，共59頁。3．求解關鍵 (1)電磁問題力學(lìxué)化． (2)立體圖形平面化.第三十三頁，共59頁。命題(mìngtí)熱點10通電導體在安培力作用下的運動命題(mìngtí)專家評述考情分析： 2012年全國各地的高考試卷中，對磁場性質和安培力的考查出現2處．高考題型：選擇題命題(mìngtí)趨勢：2014年對磁場性質和安培力的單獨考查以理解和簡單運用為主．題型仍以選擇題為主，但也不排除計算題出現的可能．第三十四頁，共59頁。閱卷教師叮嚀易失分點：1判斷安培力的方向錯誤的使用右手(yòushǒu)定那么．2不能把立體圖正確轉化為平面圖或截面圖.第三十五頁，共59頁。應對策略判定安培力作用(zuòyòng)下導體運動的常用方法第三十六頁，共59頁。結論法同向電流互相吸引，異向電流互相排斥；兩不平行的直線電流相互作用時，有轉到平行且電流方向相同的趨勢轉換研究對象法定性分析磁體在電流磁場作用下如何運動或運動趨勢的問題，可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場的作用力第三十七頁，共59頁。高考佐證(zuǒzhènɡ) (2012·海南卷，10)如圖8-1-8所示 的裝置可演示磁場對通電導線的作 用．電磁鐵上下兩磁極之間某一水 平面內固定兩條平行金屬導軌，L 是置于導軌上并與導軌垂直的金屬 桿．當電磁鐵線圈兩端a、b，導軌兩端e、f，分別接到兩個不同的直流電源上時，L便在導軌上滑動．以下說法正確的選項是 ()．圖8-1-8第三十八頁，共59頁。A．假設(jiǎshè)a接正極，b接負極，e接正極，f接負極，那么L向右滑動B．假設(jiǎshè)a接正極，b接負極，e接負極，f接正極，那么L向右滑動C．假設(jiǎshè)a接負極，b接正極，e接正極，f接負極，那么L向左滑動D．假設(jiǎshè)a接負極，b接正極，e接負極，f接正極，那么L向左滑動解析假設(jiǎshè)a接正極，b接負極，電磁鐵磁極間磁場方向向上，e接正極，f接負極，由左手定那么判定金屬桿受安培力向左，那么L向左滑動，A項錯誤，同理判定B、D選項正確，C項錯誤．答案BD第三十九頁，共59頁?！绢A測1】直導線ab與線圈(xiànquān)所在的平面垂直 且隔有一小段距離，其中直導線固定， 線圈(xiànquān)可自由運動，當通過如圖8-1-9所示 的電流方向時(同時通電)，從左向右 看，線圈(xiànquān)將 ()． A．不動 B．順時針轉動，同時向右平移 C．順時針轉動，同時向左平移 D．逆時針轉動，同時向右平衡圖8-1-9

第四十頁，共59頁。解析用安培定那么判斷線圈所處的B的方向(fāngxiàng)，由左手定那么及特殊位置法判定運動情況．答案B第四十一頁，共59頁?！绢A測2】如圖8-1-10所示為電磁軌道 炮的工作原理圖．待發(fā)射彈體與軌道 保持良好接觸，并可在兩平行軌道之 間無摩擦滑動(huádòng)．電流從一條軌道流入， 通過彈體后從另一條軌道流回．軌道 電流可形成在彈體處垂直于軌道平面的磁場(可視為勻強磁場)，磁感應強度的大小與電流I成正比．通電的彈體在安培力的作用下離開軌道，那么以下說法正確的選項是()．圖8-1-10第四十二頁，共59頁。A．彈體向左高速射出B．I為原來的2倍，彈體射出的速度也為原來的2倍C．彈體的質量(zhìliàng)為原來的2倍，射出的速度也為原來的2倍D．軌道長度L為原來的4倍，彈體射出的速度為原來的2倍第四十三頁，共59頁。答案(dáàn)BD第四十四頁，共59頁。一、對磁感應強度的理解1．一段長0.2m，通過2.5A電流(diànliú)的直導線，在磁感應強度為B的勻強磁場中所受安培力F的情況，正確的選項是 ()． A．如果B＝2T，F一定是1N B．如果F＝0，B也一定為零 C．如果B＝4T，F有可能是1N D．如果F有最大值，通電導線一定與B平行第四十五頁，共59頁。解析如果B＝2T，當導線與磁場方向垂直放置時，安培力最大，大小為F＝BIL＝2××0.2N＝1N；當導線與磁場方向平行放置時，安培力F＝0；當導線與磁場方向成任意夾角放置時，0<F<1N，應選項A、B和D均錯誤(cuòwù)；將L＝0.2m、I＝2.5A、B＝4T、F＝1N代入F＝BILsinθ，解得θ＝30°，應選項C正確．答案C第四十六頁，共59頁。2．(2013·石家莊一模)在實驗精度要求不高 的情況下，可利 用羅盤來測量電流產 生磁場的磁感應強度，具體做法是： 在一根南北方向放置的直導線的正下方 10cm處放一個羅盤．導線沒有通電時 羅盤的指針(小磁針的N極)指向(zhǐxiànɡ)北方； 當給導線通入電流時，發(fā)現羅盤的指針 偏轉一定角度，根據偏轉角度即可測定電流磁場的磁感應強度．現已測出此地的地磁場水平分量B＝5.0×10－5T，通電后羅盤指針停在北偏東60°的位置，如圖8111所示．由此測出該通電直導線在其正下方10cm處產生磁場的磁感應強度大小為 ()．圖8-1-11

第四十七頁，共59頁。A．5.0×10－5T B．1.0×10－4TC．8.66×10－5T D．7.07×10－5T答案(dáàn)C第四十八頁，共59頁。二、安培力作用下導體的平衡及運動分析3．在赤道上，地磁場可以看做是沿南北方向并且與地面平行的勻強磁場，磁感應強度是5×10－5T．如果赤道上有一條(yītiáo)沿東西方向的直導線，長40m，載有20A的電流，地磁場對這根導線的作用力大小是()． A．4×10－8N B．2.5×10－5N C．9×10－4N D．4×10－2N第四十九頁，共59頁。解析磁場方向(fāngxiàng)是南北方向(fāngxiàng)，電流方向(fāngxiàng)是東西方向(fāngxiàng)，它們相互垂直，可以利用公式F＝BIL來計算此安培力的大?。瓼＝BIL＝20×40×5×10－5N＝4×10－2N，故D正確．答案D第五十頁，共59頁。4．通有電流的導線L1、L2處在同一(tóngyī)平面(紙 面)內，L1是固定的，L2可繞垂直紙面的 固