1、第25讲磁场的描述 磁场对电流的作用,-3-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,磁场和磁感应强度1.磁极间的相互作用:同名磁极相互,异名磁极相互。2.奥斯特实验(如图所示):(1)通电直导线沿方向放置在小磁针的上方。(2)意义:说明通电导体周围存在着,发现了电流的,首先揭示了电与磁之间是有联系的。,排斥,吸引,南北,磁场,磁效应,-4-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,3.磁场(1)磁场:存在于周围或周围的一种客观存在的特殊物质。磁体与磁体之间、磁体和通电导体之间、通电导体和通电导体间的相互作用都是通过发生的。(2)基本性质:对放入其中的或有力的作用。
2、(3)地磁场:地球磁体的N极(北极)位于地理附近,地球磁体的S极(南极)位于地理附近。,磁体,电流,磁场,磁体 通电导体,南极,北极,-5-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,N极,比值,-6-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,5.磁感线(1)定义:在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上每一点的切线方向,都跟这点的的方向一致,这样的曲线称为磁感线。(2)特点:磁感线的疏密表示磁场的,磁感线上某点的方向就是该点的磁场方向。磁感线不相交、不相切、不中断,是曲线。6.条形磁铁和蹄形磁铁的磁场:,磁感应强度,强弱,切线,闭合,-7-,基础夯实精准归纳,题组突破
3、强化提升,核心剖析归纳提升,7.电流的磁场,越弱,条形,匀强,最强,非匀强,越弱,-8-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,-9-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针,下列说法正确的是()A.指南针可以仅具有一个磁极B.指南针能够指向南北,说明地球具有磁场C.指南针的指向不会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线,导线通电时指南针不偏转,答案,解析,-10-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.如图所示,E、F分别表示蓄电池两极,P、Q分别表示螺线管两端。当闭合开关
4、时,发现小磁针N极偏向螺线管Q端。下列判断正确的是()A.E为蓄电池正极B.螺线管P端为S极C.流过电阻R的电流方向向上D.管内磁场方向由P指向Q,答案,解析,-11-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.有关磁感应强度的下列说法中,正确的是()A.磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量B.若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为零C.若有一小段长为l,通以电流为I的导体,在磁场中某处受到的磁场力为F,则该处磁感应强度的大小一定是 D.由定义式B= 可知,电流I越大,导线l越长,某点的磁感应强度就越小,A,解析:磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场
5、强弱,因此选项A是正确的。磁感应强度是与电流I和导线长度l无关的物理量,且B= 中的B、F、l相互垂直,所以选项B、C、D皆是错误的。,-12-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.如图所示,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。A、O、B在M、N的连线上,O为MN的中点,C、D位于MN的中垂线上,且A、B、C、D到O点的距离均相等。关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是()A.O点处的磁感应强度为零B.A、B两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C.C、D两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D.A、C两点处磁感应强度
6、的方向不同,C,-13-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,解析:由安培定则可知,两导线在O点产生的磁场均竖直向下,合磁感应强度一定不为零,选项A错;由安培定则,两导线在A、B两处产生的磁场方向均竖直向下,由于对称性,电流M在A处产生磁场的磁感应强度等于电流N在B处产生磁场的磁感应强度,同时电流M在B处产生磁场的磁感应强度等于电流N在A处产生磁场的磁感应强度,所以A、B两处磁感应强度大小相等、方向相同,选项B错;根据安培定则,两导线在C、D两处产生的磁场方向分别垂直于C、D两点与两导线的连线方向,如图所示,且产生的磁场的磁感应强度相等,由平行四边形定则可知,C、D两点处的磁
7、感应强度大小相等,方向相同,选项C正确;A、C两处磁感应强度的方向均竖直向下,选项D错。,-14-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.判断磁场方向应注意的几个问题(1)要熟练掌握各个磁场的特点。(2)通电直导线在其周围产生的磁场不是均匀分布的,垂直于直导线方向,离直导线越远,磁场越弱,反之则越强。(3)螺线管是由多个环形电流串联而成的,所以通电螺线管的磁场方向与环形电流的磁场方向的确定方法是相同的。(4)通电螺线管外部的磁场分布情况跟条形磁铁外部的磁场分布情况相似,两端分别为N极和S极。由于磁感线是闭合曲线,故螺线管内部的磁感线方向是由S极指向N极。,-15-,基础夯实
8、精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.磁场的矢量性及合成(1)根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向。(2)磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向。(3)磁感应强度是矢量,多个通电导体产生的磁场叠加时,合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。3.易错提醒应用安培定则(右手螺旋定则)时,应注意解题节奏,进行检查对比,仔细确认方向符合定则要求,尤其是负电荷定向移动时,等效电流与负电荷定向移动方向相反。,-16-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,通电导线在磁场中受力方向判断与大小计算1.大小:若IB时,F=;若IB时,F=。2.方
9、向:(1)总垂直于所决定的平面,即一定垂直B和I,但B与I不一定垂直。(2)可以用左手定则来判定:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指,并且都与手掌在;让磁感线,并使四指指向方向,这时,所指的方向,就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。3.两平行的通电导线的作用:同向电流相互,反向电流相互。,0,Bil,B、I,垂直,同一个平面内,从掌心进入,电流的,拇指,吸引,排斥,-17-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.如图所示,两平行直导线cd和ef竖直放置,通以方向相反大小相等的电流,a、b两点位于两导线所在的平面内。则()A.b点的磁感应强度为零B.ef导线在a点产生的磁场方
10、向垂直纸面向里C.cd导线受到的安培力方向向右D.同时改变两导线的电流方向,cd导线受到的安培力方向不变,答案,解析,-18-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.某同学自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由一根漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永磁铁置于线圈下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,该同学应将()A.左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉B.左转轴下侧的绝缘漆刮掉,右转轴上侧的绝缘漆刮掉C.左转轴上侧的绝缘漆刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉D.左转轴上
11、下两侧的绝缘漆都刮掉,右转轴下侧的绝缘漆刮掉,答案,解析,-19-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,安培力作用下导体运动方向的判断方法(1)电流元法即把整段电流等效为多段直线电流元,运用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向,从而判断出整段电流所受合力的方向。(2)特殊位置法把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向。(3)等效法环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁。条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管。通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。,-20-,基础夯实精准归纳,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,(4)利用结论法两电流相互平行
12、时无转动趋势,同向电流相互吸引,异向电流相互排斥;两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。(5)转换研究对象法因为电流之间,电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律。定性分析磁体在电流磁场作用的受力和运动时,可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力,然后由牛顿第三定律,再确定磁体所受电流的作用力。,-21-,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,安培力作用下导体棒的平衡和非平衡问题1.在倾角均为的两个光滑斜面上各放有一个相同的金属棒,棒中分别通以电流I1和I2,磁场的磁感应强度大小相同,方向如图甲、乙所示,两金属棒均处于平衡状态,则两种情况下的电流的比值I1I2为(),D,解析:对甲
13、图中金属棒,有BI1l=mgtan ,对乙图中金属棒,有BI2l=mgsin ,联立解得 ,选项D正确。,-22-,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,2.电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示,利用这种装置可以把质量为m=2.0 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到6 km/s。若这种装置的轨道宽d=2 m、长l=100 m、电流I=10 A、轨道摩擦不计且金属杆EF与轨道始终垂直并接触良好,则下列有关轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场力的最大功率结果正确的是()A.B=18 T,Pm=1.08108 WB.B=0.6 T,Pm=7.2104 WC.B=0.6 T,Pm=3.6106 WD.B=18 T,Pm=2.16106 W,D,解析:通电金属杆在磁场中受安培力的作用而对弹体加速,由功能关系得 ,代入数值解得B=18 T;当速度最大时磁场力的功率也最大,即Pm=BIdvm,代入数值得Pm=2.16106 W,故选项D正确。,-23-,题组突破强化提升,核心剖析归纳提升,1.安培力作用下导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相同,只不过多了安培力,解题的关键是画出受力分析示意图。2.安培力作用下导体的加速问题与动力学问题分析方法相同,关键是做好受力分析,然后根据牛顿第二定律求出加速度。3.解决涉及安培力的综合类问题
