高考物理二輪專題突破 磁場(chǎng)對(duì)電流及運(yùn)動(dòng)電荷的作用力課件 魯科版 .ppt

1 了解磁現(xiàn)象 知道磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量 2 會(huì)用磁感線描述磁場(chǎng) 掌握常見的幾種磁場(chǎng) 3 認(rèn)識(shí)安培力 會(huì)判斷安培力的方向 會(huì)計(jì)算勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的大小 4 認(rèn)識(shí)洛倫茲力 掌握洛倫茲力方向的判斷和大小的計(jì)算 了解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理及其在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用 5 認(rèn)識(shí)電磁現(xiàn)象的研究在社會(huì)發(fā)展中的作用 高考一般不側(cè)重對(duì)基本概念 磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁感線 磁通量等 的考查 本部分知識(shí)大多在綜合題中作為重要的 甚至關(guān)鍵的基礎(chǔ)知識(shí)呈現(xiàn) 磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是進(jìn)一步研究磁現(xiàn)象的基礎(chǔ) 所以復(fù)習(xí)時(shí)要重視對(duì)基本概念 規(guī)律的理解掌握 熟悉典型磁場(chǎng)磁感線的空間分布和兩個(gè)定則的應(yīng)用是本部分復(fù)習(xí)的重點(diǎn) 1 磁場(chǎng) 1 磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體或電流有力的作用 2 磁場(chǎng)的方向 物理學(xué)中把小磁針靜止時(shí)所指的方向或小磁針在磁場(chǎng)中任一點(diǎn)時(shí)的受力方向 規(guī)定為該點(diǎn)處磁場(chǎng)的方向 n極 n極 3 安培定則 判定直線電流的方向跟它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向之間的關(guān)系時(shí) 安培定則表述為 用握住導(dǎo)線 讓伸直的拇指所指的方向與方向一致 彎曲的四指所指的方向就是的環(huán)繞方向 判定環(huán)形電流和通電螺線管的電流方向與其磁感線方向之間的關(guān)系時(shí) 統(tǒng)一表述為 讓右手彎曲的四指所指的方向與方向一致 伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線 或通電螺線管 的磁感線方向 右手 電流 磁感線 環(huán)形電流 軸線處 2 地球的磁場(chǎng) 1 地球的地理南極附近有一個(gè) n極 地理北極附近有一個(gè) s極 2 磁偏角 小磁針的指向與正南北方向之間的 3 磁場(chǎng)的描述磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)及的物理量 1 定義 穿過(guò)垂直于磁感線的單位面積的等于該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度 用符號(hào)表示 地磁北極 地磁南極 夾角 強(qiáng)弱 方向 條數(shù) b 2 單位 簡(jiǎn)稱特 國(guó)際符號(hào)是t 1t 1 3 磁感線 即在磁場(chǎng)中畫出的一些有方向的 在磁感線上每一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向都在該點(diǎn)的切線方向上 4 磁通量 定義 磁場(chǎng)中穿過(guò)磁場(chǎng)某一面積s的 用 表示 計(jì)算公式 其中s為和磁場(chǎng)方向的有效面積 特斯拉 假想曲線 磁感線條數(shù) bs 單位 國(guó)際單位 符號(hào) 1wb 1 磁通密度 b 意義 磁場(chǎng)方向單位面積上的 磁碼防偽技術(shù)包括和磁碼識(shí)別儀兩部分 韋伯 wb t m2 垂直 磁通量 隱含磁碼印刷 考點(diǎn)一對(duì)磁感線的理解1 磁感線是假想的曲線 實(shí)驗(yàn)中雖然能用鐵屑來(lái)模擬磁感線的形狀 但磁感線實(shí)際并不存在 2 磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 磁感線較密表示磁場(chǎng)較強(qiáng) 磁感線較疏表示磁場(chǎng)較弱 3 磁場(chǎng)中任意兩條磁感線都不相交 4 磁感線是閉合曲線 在磁體的外部是從n極到s極 在內(nèi)部則是由s極回到n極 這點(diǎn)與電場(chǎng)線不同 技巧提示 磁感線的疏密能形象地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 但應(yīng)注意 1 只有在同一幅圖中才能根據(jù)磁感線的疏密判定各處磁場(chǎng)強(qiáng)弱 在不同的圖中不能根據(jù)磁感線疏密判定磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 2 沒有畫磁感線的地方并不一定沒有磁場(chǎng) 案例1 下列關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述 正確的是 a 磁感線從磁體的n極出發(fā) 到磁體的s極終止b 將自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針放在通電螺線管內(nèi)部 其n極指向螺線管磁場(chǎng)的北極c 磁感線的方向就是磁場(chǎng)方向d 兩條磁感線的空隙處不存在磁場(chǎng) 解析 磁感線與電場(chǎng)線不同 它是一條閉合曲線 在磁體的外部由n極到s極 而在磁體的內(nèi)部則由s極到n極 故選項(xiàng)a是不正確的 螺線管內(nèi)部的磁感線和條形磁鐵相似 是由s極到n極的 即磁場(chǎng)方向也是從s極指向n極 所以放置其中的小磁針n極必然是指向磁場(chǎng)方向 即螺線管的北極 故選項(xiàng)b正確 只有磁感線是直線時(shí) 磁感線的方向才與磁場(chǎng)方向一致 如果磁感線是曲線 則某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向是用該點(diǎn)的切線方向來(lái)表示的 所以選項(xiàng)c不正確 磁感線是為研究問(wèn)題方便而假想的曲線 磁場(chǎng)中磁感線有無(wú)數(shù)條 故兩條磁感線之間是否有空隙 是否存在磁場(chǎng)等類似的問(wèn)題是毫無(wú)意義的 選項(xiàng)d不正確 答案 b 即時(shí)鞏固1 下列關(guān)于磁感線的說(shuō)法正確的是 a 磁感線是磁場(chǎng)中實(shí)際存在的線b 條形磁鐵的磁感線只分布于磁鐵外部c 當(dāng)同一空間中存在幾個(gè)磁場(chǎng)時(shí) 磁感線有可能相交d 磁感線上某點(diǎn)的切線方向就是放在此處的小磁針n極受力的方向 解析 磁感線是為了研究磁場(chǎng)而假想出來(lái)的有方向的曲線 并不是實(shí)際存在的 a錯(cuò) 條形磁鐵磁感線是閉合的曲線 b錯(cuò) 磁感線不可能相交 c錯(cuò) 答案 d 考點(diǎn)二常見的磁場(chǎng)的特點(diǎn)及其磁感線1 條形磁鐵和蹄形磁鐵的外部磁場(chǎng)分布 如圖所示 2 直線電流的磁場(chǎng) 1 特點(diǎn) 無(wú)磁極 非勻強(qiáng) 距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱 2 畫法 如圖所示 3 環(huán)形電流的磁場(chǎng) 1 特點(diǎn) 兩側(cè)分別是n極和s極 離圓環(huán)越遠(yuǎn) 磁場(chǎng)越弱 2 畫法 如圖所示 4 通電螺線管的磁場(chǎng) 1 特點(diǎn) 兩端分別是n極和s極 管內(nèi)是勻強(qiáng)磁場(chǎng) 管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng) 類似于條形磁鐵的磁場(chǎng) 2 畫法 如圖所示 5 應(yīng)用安培定則 右手螺旋定則 時(shí)需注意的事項(xiàng) 1 分清 因 和 果 在判定直線電流的磁場(chǎng)方向時(shí) 大拇指指 原因 電流方向 四指指 結(jié)果 磁場(chǎng)環(huán)繞方向 在判定環(huán)形電流的磁場(chǎng)方向時(shí) 四指指 原因 電流環(huán)繞方向 大拇指指 結(jié)果 環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁場(chǎng)方向 通電螺線管的n極 安培定則應(yīng)用中的因果關(guān)系可表示如下 因 果 安培定則 導(dǎo)線中的電流 電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)直線電流 大拇指指電流方向 四指指磁場(chǎng)環(huán)繞方向環(huán)形電流 四指指電流繞向 大拇指指中心軸線上的磁場(chǎng)方向 通電螺線管 2 其他形狀的電流 如矩形 三角形等 的磁場(chǎng) 從整體效果上可等效為環(huán)形電流的磁場(chǎng) 優(yōu)先采用安培定則判定 案例2 如圖所示 帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸oo 以角速度 旋轉(zhuǎn) 在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后平衡的狀態(tài)是 a n極豎直向上b n極豎直向下c n極沿軸線向左d n極沿軸線向右 解析 由于金屬環(huán)帶負(fù)電 形成的環(huán)形電流方向與環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反 由安培定則可以判定小磁針n極將沿軸線向左 答案 c 即時(shí)鞏固2 2011 三明測(cè)試 有一束電子流沿x軸正方向高速運(yùn)動(dòng) 如圖所示 電子流在z軸上的p點(diǎn)處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向是沿 a y軸正方向b y軸負(fù)方向c z軸正方向d z軸負(fù)方向 解析 電子流沿x軸正方向高速運(yùn)動(dòng) 相當(dāng)于電流沿x負(fù)方向 依據(jù)安培定則可得 在z軸上的p點(diǎn)處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向沿y軸正方向 所以 本題的正確選項(xiàng)為a 答案 a 考點(diǎn)三對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解1 磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定 跟在該位置放入導(dǎo)體長(zhǎng)度l 電流i及導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)作用力均無(wú)關(guān) 與是否放通電導(dǎo)體也無(wú)關(guān) 4 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不是通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)作用力的方向 而是與作用力的方向垂直 5 磁感應(yīng)強(qiáng)度b與電場(chǎng)強(qiáng)度e的比較電場(chǎng)強(qiáng)度e是描述電場(chǎng)性質(zhì)的物理量 磁感應(yīng)強(qiáng)度b是描述磁場(chǎng)性質(zhì)的物理量 現(xiàn)將這兩個(gè)物理量比較如下 由上表可以看出 磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度有很多相似之處 但更應(yīng)注意兩者的區(qū)別 電場(chǎng)強(qiáng)度的方向和電荷受力方向相同或相反 而磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電流受力方向垂直 案例3 2011屆 濟(jì)寧檢測(cè) 三根平行的長(zhǎng)直通電導(dǎo)線 分別通過(guò)一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)且與三角形所在平面垂直 如圖所示 現(xiàn)在使每根通電導(dǎo)線在斜邊中點(diǎn)o處所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b 則下列說(shuō)法中正確的有 答案 b 即時(shí)鞏固3 2011屆 濱州檢測(cè) 在磁場(chǎng)中的同一位置 先后放入長(zhǎng)度相等的直導(dǎo)線a和b a b導(dǎo)線的方向均與磁場(chǎng)方向垂直 但兩導(dǎo)線中的電流不同 因此所受的力也不同 下圖4幅圖象反映的是導(dǎo)線所受的力f與通過(guò)導(dǎo)線的電流i的關(guān)系 a b各自有1組f i的數(shù)據(jù) 并已在圖象中描出 則其中正確的是 解析 本題利用圖象來(lái)考查磁感應(yīng)強(qiáng)度的內(nèi)涵 由定義式可知 力f與通電直導(dǎo)線的電流i成正比 當(dāng)導(dǎo)線中電流為零時(shí) 導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力為零 所以a圖和d圖都是錯(cuò)誤的 因?yàn)閍中的電流不為零 所以導(dǎo)線a垂直放入磁場(chǎng)中所受的磁場(chǎng)力不可能為零 b圖錯(cuò)誤 正確的選項(xiàng)是c 答案 c 考點(diǎn)四對(duì)磁通量 bs的理解1 bs只適用于b與s垂直的情況 若b與s的方向間的夾角為 則有 bscos 可理解為 b scos 即 等于b與s在垂直于b的方向上的分量的乘積 也可理解為 bcos s 即 等于b在垂直于s的方向上的分量與s的乘積 2 s不一定是某個(gè)線圈的真正面積 而是線圈在磁場(chǎng)范圍內(nèi)的面積 3 多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān) 因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)是多少 穿過(guò)線圈的磁感線條數(shù)都相同 而磁感線條數(shù)可表示磁通量的大小 4 合磁通量問(wèn)題 若某個(gè)平面內(nèi)同時(shí)存在不同方向和強(qiáng)度的磁場(chǎng) 當(dāng)計(jì)算這個(gè)面的磁通量時(shí) 先規(guī)定某個(gè)方向的磁通量為正 則反方向的磁通量為負(fù) 平面內(nèi)各個(gè)方向的磁通量的代數(shù)和為這個(gè)平面內(nèi)的磁通量 案例4 如圖所示 環(huán)形導(dǎo)線套在條形磁鐵的中心位置 若增加環(huán)形導(dǎo)線長(zhǎng)度 使環(huán)內(nèi)面積增大 則穿過(guò)環(huán)形導(dǎo)線的磁通量將怎樣變化 解析 環(huán)形導(dǎo)線圍繞的面積內(nèi)有兩個(gè)方向的磁場(chǎng) 磁鐵內(nèi)部的磁場(chǎng)和外部的磁場(chǎng) 它們各自產(chǎn)生正負(fù)不同