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,*,ppt精选,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,ppt精选,*,浙江专用,物理,第1讲磁场及磁场对电流的作用,1,ppt精选,浙江专用 物理第1讲磁场及磁场对电流的作用1ppt精选,一、磁场及其描述,1.磁场,(1)磁场是磁极、电流周围存在的一种特殊,物质,。,知识梳理,(2)磁场的方向:小磁针,N极,所受磁场力的方向。,(3)基本特征:对放入其中的磁体、电流和运动电荷都有,力,的作用。,2,ppt精选,知识梳理(2)磁场的方向:小磁针N极所受磁,2.磁感应强度,(1)定义:在磁场中,垂直,于磁场方向的通电导线,所受的安培力,F,跟,电流,I,和导线长度,L,的乘积,IL,的,比值,叫磁感应强度。,(2)定义式:,B,=,。(通电导线垂直于磁场),(3)方向:小磁针静止时,N极,的指向。,3,ppt精选,2.磁感应强度3ppt精选,(1)定义:在磁场中画一系列曲线,使曲线上任意点的,切线方向,都跟,该点磁场方向一致,这一系列曲线即为磁感线。,(2)特点:磁感线是,假想,的曲线;在磁体外部由,N,极到,S,极,内部由,S,极到,N,极,磁感线的,疏密,表示磁场的,强弱;磁感线,不能,相交,也,不能,相切。,4.安培定则,对于直线电流,右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与,电流,方,向一致,弯曲的四指所指的方向就是,磁感线,环绕的方向。,对于环形电流,让右手弯曲的四指与,环形电流,的方向一致,伸直的,拇指所指的方向就是环形电流轴线上,磁感线,的方向。,3.磁感线,4,ppt精选,(1)定义:在磁场中画一系列曲线,使曲线上任意点的切线方,5.辨析,(1)小磁针在磁场中N极所指的方向为该处磁场方向,(,),(2)磁场是一种物质,我们可以用实验画出真实磁感线的形状,(,),(3)磁场中某点磁感应强度的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力,方向一致,(,),(4)磁场中某点磁感应强度的大小,跟放在该点的试探电流元情况有关,(,),二、安培力,1.定义:磁场对电流的,作用力,叫安培力。,2.安培力的大小计算,5,ppt精选,5.辨析5ppt精选,(1)当,B,与,I,(,L,)垂直时,F,=,BIL,。若,B,与,I,(,L,)夹角为,则,F,=,BIL,sin,。,(2)公式的适用条件:一般只适用于,匀强磁场,。,3.安培力的方向判定,用左手定则判定:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在,同一个平面内,让磁感线从掌心进入,并使,四指,指向电流的方向,这,时,拇指,所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。,4.辨析,(1)通电导线放入磁场中,若不受安培力,说明该处磁感应强度为零(,),(2)安培力一定不做功,(,),6,ppt精选,(1)当B与I(L)垂直时F=BIL。若B,1.如图是一个用均匀金属导线做成的圆环,A,、,B,是圆环直径的两个端点,当,电流,I,从,A,点流入,从,B,点流出时,在环中心处的磁场方向是,(),A.在圆环所在的平面内,且指向,B,B.垂直圆环平面,且指向纸外,C.垂直圆环平面,且指向纸内,D.磁感应强度为零,无方向,1.,答案D利用安培定则结合对称性分析,易得D正确。,7,ppt精选,C.垂直圆环平面,且指向纸内1.答案D利用安培,2.如图所示,直导线,AB,、螺线管,C,、电磁铁,D,三者相距较远,它们的磁场互不影响,开关S闭合,则小磁针的北极N(黑色一端)指出磁场方向正确的是,(),A.,a,、,c,B.,b,、,c,C.,c,、,d,D.,a,、,d,8,ppt精选,2.如图所示,直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远,它,2.,答案A据安培定则判断出:(1),AB,直导线磁场在小磁针,a,所在位置垂,直纸面向外,所以小磁针,a,的N极指向正确;(2),C,左侧为N极,内部磁场向左,所以小磁针,c,的N极指向正确,小磁针,b,的N极指向不对;(3),D,左为S极,右为N,极,所以小磁针,d,的N极指向也不正确。,9,ppt精选,2.答案A据安培定则判断出:(1)AB直导线磁场,3.在磁感应强度为,B,0,、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一根通电长,直导线,电流的方向垂直于纸面向里。如图所示,a,、,b,、,c,、,d,是以直导线为,圆心的同一圆周上的四点,在这四点中,(),A.,c,、,d,两点的磁感应强度大小相等,B.,a,、,b,两点的磁感应强度大小相等,C.,c,点的磁感应强度的值最小,D.,b,点的磁感应强度的值最大,10,ppt精选,3.在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中,水平放置一,3.,答案C通电直导线在,c,点产生的磁场的磁感应强度方向与,B,0,的方向,相反,b,、,d,两点的电流磁场与,B,0,垂直,a,点电流磁场与,B,0,同向,由磁场的叠加,知,c,点的合磁感应强度最小。,11,ppt精选,3.答案C通电直导线在c点产生的磁场的磁感应强度,4.如图所示,质量为,m,的通电导体棒,ab,置于倾角为,的导轨上。若已知导体,棒与导轨间的动摩擦因数为,在图所加的各种磁场中,导体棒均处于静止,状态,则导体棒与导轨间摩擦力可能为零的是,(),12,ppt精选,4.如图所示,质量为m的通电导体棒ab置于倾角为的导轨上。,4.,答案AB由左手定则判断导体棒所受安培力的方向,结合平衡条件,易知A、B正确。,13,ppt精选,4.答案AB由左手定则判断导体棒所受安培力的,重难一对磁感应强度、磁感线的理解,1.磁感应强度,(1)磁感应强度由磁场本身决定,就像电场强度由电场本身决定一样,跟该,位置放不放通电导线无关。,(2)不能根据公式,B,=,就说,B,与,F,成正比,与,IL,成反比。,(3)磁感应强度,B,的定义要求用来测量的小段通电导线必须垂直放入磁,场,如果小段通电直导线平行放入磁场,所受安培力为零,但不能说该点的,磁感应强度为零。,重难突破,14,ppt精选,重难一对磁感应强度、磁感线,(4)磁感应强度是矢量,其方向是放入其中的小磁针静止时N极的方向,不,是磁场中电流所受安培力的方向,而是与受到的安培力方向垂直。注意,矢量合成遵循平行四边形定则。,2.熟悉典型磁场的磁感线,(1)长直导线,15,ppt精选,(4)磁感应强度是矢量,其方向是放入其中的小磁针静止时N极的,(2)环形电流,(3)通电螺线管,(4)地磁场:地磁的N极在地理的南极附近,地磁的S极在地理的北极附近。,16,ppt精选,(2)环形电流(3)通电螺线管16ppt精选,原因(电流方向),结果(磁场方向),直线电流的磁场,大拇指,四指,环形电流的磁场,四指,大拇指,3.安培定则的应用,17,ppt精选,原因(电流方向)结果(磁场方向)直线电流的磁场大拇指四指环,典例1,如图所示,在,a,、,b,、,c,三处垂直于纸面放置三根长直通电导线,电流,大小相等,a,、,b,、,c,是等边三角形的三个顶点,a,处电流在三角形中心,O,点产,生的磁场的磁感应强度大小为,B,求,O,处的磁感应强度。,18,ppt精选,18ppt精选,磁感应强度大小都为,B,根据安培定则,各电流在,O,处的磁感应强度应垂直,于各点和,O,点的连线,如图所示,由图中几何关系知,B,a,与,B,b,夹角为120,所以,根据平行四边形定则,a,、,b,在,O,处的合磁感应强度为,B,方向平行于,ab,连线,向右,所以,O,处的总磁感应强度大小为2,B,方向平行于,ab,连线向右。,答案2,B,方向平行于,ab,连线向右,解析由于,Oa,=,Ob,=,Oc,所以在各电流等大的前提下,各处的电流在,O,点的,19,ppt精选,磁感应强度大小都为B,根据安培定则,各电流在O处的磁感应强度,1-1有两根长直导线,a,、,b,互相平行放置,如图所示为垂直于导线的截面,图。在图中所示的平面内,O,点为两根导线连线的中点,M,、,N,为两根导线附,近的两点,它们在两导线连线的中垂线上,且与,O,点的距离相等。若两导线,中通有大小相等、方向相同的恒定电流,I,则关于线段,MN,上各点的磁感应,强度的说法中正确的是,(),A.,M,点和,N,点的磁感应强度大小相等、方向相同,B.,M,点和,N,点的磁感应强度大小相等、方向相反,C.在线段,MN,上各点的磁感应强度都不可能为零,D.在线段,MN,上三点的磁感应强度为零,20,ppt精选,1-1有两根长直导线a、b互相平行放置,如图所示为垂直于导,答案B,解析根据安培定则和磁场的叠加原理,M,点和,N,点的磁感应强度大小相,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,形成的磁场的磁感应强度等大反向,即只有,O,点处的磁感应强度为零,选项,C、D错。,21,ppt精选,答案B21ppt精选,1-2在匀强磁场中有一段直导线,长,L,=1 m,其中通有,I,=2 A的电流,因而受,到垂直于纸面向外的大小为,F,=2 N的磁场力作用。由此,(),A.既可以确定这个磁场的磁感应强度大小,又可以确定这个磁场的方向,B.可以确定磁感应强度的大小为,B,=1 T,C.可以确定磁场的方向,但大小不能确定,D.磁感应强度的大小和方向均不能确定,答案D,解析因为题中导线,L,和磁场,B,方向关系不明确,根据,F,=,BIL,sin,可知,B,是范围解,不能具体确定,B,的大小和方向,只有D对。,22,ppt精选,1-2在匀强磁场中有一段直导线,长L=1 m,其中通有I=,重难二安培力的分析,1.安培力的大小,F,=,BIL,sin,(其中,为,B,与,I,之间的夹角),(1)磁场和电流垂直时:,F,=,BIL,;,(2)磁场和电流平行时:,F,=0。,2.在应用,F,=,BIL,公式时应注意的问题,(1),B,与,L,垂直;(2),L,是有效长度;(3),B,并非一定为匀强磁场,但它应该是,L,所,在处的磁感应强度。,3.安培力方向:用左手定则判断,注意安培力既垂直于,B,也垂直于,I,即垂直,于,B,与,I,决定的平面。,23,ppt精选,重难二安培力的分析3.安培力方向:用左手定则判断,注意安培,典例2如图,一段导线,abcd,位于磁感应强度大小为,B,的匀强磁场中,且与磁,场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段,ab,、,bc,和,cd,的长度均为,L,且,abc,=,bcd,=135,。流经导线的电流为,I,方向如图中箭头所示。导线,abcd,所受到的,磁场的作用力的合力(),A.方向沿纸面向上,大小为(,+1),ILB,B.方向沿纸面向上,大小为(,-1),ILB,C.方向沿纸面向下,大小为(,+1),ILB,D.方向沿纸面向下,大小为(,-1),ILB,24,ppt精选,典例2如图,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的,解析由左手定则及力的合成可知合力方向沿纸面向上,故知C、D选项,错误。再由安培力公式,F,=,BIL,可得合力大小为(,+1),ILB,。选项A正确、B,错误。,答案A,25,ppt精选,解析由左手定则及力的合成可知合力方向沿纸面向上,故知C、,A.沿,x,轴正方向,B.沿,y,轴负方向,C.沿,z,轴正方向,D.沿,z,轴负方向,答案B,解析把磁场沿电流方向和与电流方向垂直的方向分解,再用左手定则,判断可得A错,B对;根据安培力的方向一定垂直于磁场方向可知C、D均错。,2-1如图所示,在,xOy,平面内有一通电直导线与,x,、,y,轴相交,导线中的电流,方向如图所示。该区域有匀强磁场,通电直导线所受磁场力的方向与,z,轴的,正方向相同。该磁场的磁感应强度的方向可能是,(),26,ppt精选,A.沿x轴正方向2-1如图所示,在xOy平面内有一通电直导,2-2如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度,B,1,=1 T。位于,纸面内的细直导线,长,L,=1 m,通有,I,=1 A 的恒定电流