高二物理《安培力磁感應(yīng)強度》重難知識點精析及綜合能力強化訓(xùn)練

1、高二物理安培力磁感應(yīng)強度重難知識點精析及綜合能力強化訓(xùn)練I. 重難知識點精析學(xué)習(xí)目標(biāo)：一、知識目標(biāo)：1.理解磁感應(yīng)強度B的定義，知道B的單位是特斯拉；2.會用磁感應(yīng)強度的定義式進(jìn)行有關(guān)計算；3.知道用磁感線的疏密程度可以形象地表示磁感應(yīng)強度的大小；4.知道什么叫勻強磁場，知道勻強磁場的磁感線是分布均勻的平行直線；5.知道什么是安培力，知道電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，等于BIL；6.會用公式F=BIL解答有關(guān)問題；7.知道左手定則的內(nèi)容，并會用它解答有關(guān)問題。二、能力目標(biāo)：1.知道物理中研究問題時常用的一種科學(xué)方法控制變量法

2、；2.培養(yǎng)實驗、分析總結(jié)、語言表達(dá)的能力。重點：1.磁感應(yīng)強度；2.安培力的計算。難點：1.磁感應(yīng)強度概念的建立；2.左手定則。知識點薦入（一）安培力1.磁場對通電導(dǎo)線能產(chǎn)生力的作用，我們把這種力叫安培力.安培力是以安培的名字命名的，因為他研究磁場對電流的作用力有突出的貢獻(xiàn)。結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時，電流所受的安培力最大；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向一致時，電流所受的安培力最小，等于零；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向斜交時，所受安培力介于最大值和最小值之間。IL時，F(xiàn)安=0；IL時，F(xiàn)安最大；I與L斜交時，F(xiàn)安介于最大值和最小值0之間。安培力和庫侖力有什么區(qū)別呢？電荷在電場中某一點受到的庫侖力是一定的，

3、方向與該點的電場方向要么相同，要么相反。電流在磁場中某處受到的磁場力，與電流在磁場中放置有關(guān)。電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大；當(dāng)電流方向與導(dǎo)線方向斜交時，所受安培力介于最大值和最小值之間。安培力的大小與什么因素有關(guān)？為了簡便起見，我們研究導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時的情況。實驗：如圖，三塊相同的蹄形磁鐵并列放置，可以認(rèn)為磁極間的磁場是均勻的，將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間，有電流通過時導(dǎo)線將擺動一個角度，通過這個角度我們可以比較安培力的大小，分別接通“2、3”和“1、4”可以改變導(dǎo)線通電部分的長度，電流強度由外部電路控制。a.保持

4、導(dǎo)線通電部分的長度不變，改變電流的大小。結(jié)論：通電導(dǎo)線長度一定時，電流越大，導(dǎo)線所受安培力就越大。 b.保持電流不變，改變導(dǎo)線通電部分的長度。結(jié)論：電流一定時，通電導(dǎo)線越長，安培力越大。講解：精確的實驗表明，通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力的大小，既與導(dǎo)線的長度L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，即與I和L的乘積成正比，用公式表示為F=BIL或B=F/IL。B有何物理意義呢？分析計算得：1.在同一磁場中，不管I、L如何改變，比值B總是不變的。2.I、L不變，但在不同的磁場中，比值B是不同的。講解：可見，B是由磁場本身決定的，在電流I、導(dǎo)線長度L相同的情況下，電流所受的安培力越大，比值B越大，表示磁

5、場越強。物理學(xué)中把“B”表示的物理量叫做磁感應(yīng)強度。（二）磁感應(yīng)強度1.定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強度。說明：如果導(dǎo)線很短很短，B就是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度。2.磁感應(yīng)強度B是表示磁場強弱的物理量。3.單位：在國際單位制中，磁感應(yīng)強度的單位是特斯特，簡稱特，國際符號是T。 1 T=1 NA m4.方向：磁感應(yīng)強度是矢量，把某點的磁場方向定義為該點的磁感應(yīng)強度的方向。5.形象表示方法：在磁場中用磁感線可以表示磁感應(yīng)強度的大小和方向。教師講解：正像在電場中可以用電場線的疏密程度大致表示電場強度的大小一樣，在磁場中也可以用磁感線

6、的疏密程度大致表示磁感應(yīng)強度的大小，這樣，從磁感線的分布就可以形象地表示磁場的強弱和方向。幾種典型磁場的磁感線分布情況分析得：離磁體或電流越遠(yuǎn)的地方，磁感應(yīng)強度就越小。例題：有人根據(jù)B=F/IL提出：磁場中某點的磁感應(yīng)強度B跟磁場力F成正比，跟電流強度I和導(dǎo)線長度L的乘積IL成反比，這種提法有什么問題？錯在哪里？解答：這種提法不對。因為實驗證明，F(xiàn)和IL成正比，故比值（F/IL）在磁場中某處是一個恒量，反映了磁場本身的特性，不隨F及IL的變化而變化。電場可以合成，那么磁場能否合成呢？若能合成，如何合成呢？講解：磁感應(yīng)強度是矢量，它可以合成，合成同樣遵守平形四邊形定則.6.磁場的疊加若空間存在幾

7、個磁場，空間的磁場應(yīng)由這幾個磁場疊加而成，某點的磁感應(yīng)強度為B空間存在幾個磁場，空間的磁場應(yīng)由這幾個磁場疊加而成，某點的磁感應(yīng)強度為B。B=B1+B2+B3（矢量和）例題：如圖所示，三根通電直導(dǎo)線垂直紙面放置，位于b、c、d處，通電電流大小相同，方向如圖所示.a位于bd中點且ad=ab,則a點的磁感應(yīng)強度方向是_A.垂直紙面指向紙里B.垂直紙面指向紙外C.沿紙面由a指向bD.沿紙面由a指向c解析：根據(jù)安培定則：b、d兩根導(dǎo)線在a點形成的磁場，磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反，合磁感應(yīng)強度應(yīng)為零，故a點磁場就由通電導(dǎo)線c來決定，根據(jù)安培定則在a點處的磁場，磁感應(yīng)強度方向應(yīng)為沿紙面由a指向b，正確選項

8、為C。前面我們學(xué)過勻強電場，現(xiàn)在大家回憶一下以下問題：1.什么是勻強電場？2.勻強電場的產(chǎn)生條件是什么？3.勻強電場的電場線有何特點？結(jié)論 ：1.在電場的某一區(qū)域，如果場強的大小和方向都相同，這個區(qū)域的電場叫做勻強電場。2.兩塊靠近的平行金屬板，大小相等，互相正對，分別帶有等量的正負(fù)電荷，它們之間的電場除邊緣附近外就是勻強電場。3.勻強電場的電場線是距離相等的平行直線。（三）勻強磁場1.定義：如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強度的大小和方向處處相同，這個區(qū)域的磁場叫勻強磁場。2.產(chǎn)生方法：距離很近的兩個異名磁極之間的磁場，通電螺線管內(nèi)部的磁場（除邊緣部分外）都可認(rèn)為是勻強磁場。3.磁感線的特點：勻

9、強磁場的磁感線是間距相等的平行直線。（四）安培力的大小由磁感應(yīng)強度的定義式B=F/IL，可得安培力的計算公式F=BIL。1.計算公式：F=BIL2.適用條件：通電導(dǎo)線與磁場方向垂直勻強磁場或非勻強磁場中，很短的通電導(dǎo)線。 投影儀展示練習(xí)題：1.磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強度是2.5 A，導(dǎo)線長1 cm，它受到的安培力為5×10-2 N，則這個位置的磁感應(yīng)強度是多大？2.接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強度增大到5 A時，這一點的磁感應(yīng)強度應(yīng)是多大？3.如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，是否肯定這里沒有磁場。解答：1.B=FIL=510-2 N-22.5A110 m

10、=2 T2.磁感應(yīng)強度B是由磁場和空間位置（點）決定的，和導(dǎo)線的長度L、電流I的大小無關(guān)，所以該點的磁感應(yīng)強度是2 T。3.如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，則可能有兩種可能：該處沒有磁場，該處有磁場，只不過通電導(dǎo)線與磁場方向平行。（五）安培力的方向安培力的方向與什么因素有關(guān)呢？1改變電流的方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象?，F(xiàn)象：導(dǎo)體向相反的方向運動。2調(diào)換磁鐵兩極的位置來改變磁場方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。現(xiàn)象：導(dǎo)體又向相反的方向運動。結(jié)論：1安培力的方向和磁場方向、電流方向有關(guān)系。2安培力的方向既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。如何判斷安培力的

11、方向呢？通電直導(dǎo)線所受安培力的方向和磁場方向、電流方向之間的關(guān)系.可以用左手定則來判定：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都和手掌在一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。II.典型例題解析【例1】下列關(guān)于磁感應(yīng)強度大小的說法中正確的是 A通電導(dǎo)線受安培力大的地方磁感應(yīng)強度一定大B磁感線的指向就是磁感應(yīng)強度減小的方向C放在勻強磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同D磁感應(yīng)強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān)解答：正確的應(yīng)選D點撥：磁場中某點的磁感應(yīng)強度的大小和

12、方向由磁場本身決定，磁感應(yīng)強度的大小可由磁感線的疏密來反映安培力的大小不僅與B、I、L有關(guān)，還與導(dǎo)體的放法有關(guān)【例2】如圖1614所示，其中A、B圖已知電流和其所受磁場力的方向，試在圖中標(biāo)出磁場方向C、D、E圖已知磁場和它對電流作用力的方向，試在圖中標(biāo)出電流方向或電源的正負(fù)極解答：A圖磁場方向垂直紙面向外；B圖磁場方向在紙面內(nèi)垂直F向下；C、D圖電流方向均垂直于紙面向里；E圖a端為電源負(fù)極點撥：根據(jù)左手定則，電流在磁場中受力的方向既要與磁感線垂直，還要與導(dǎo)線中的電流方向垂直，且垂直于磁感線與電流所決定的平面【例3】畫出圖1615中導(dǎo)線棒ab所受的磁場力方向點撥：畫出正視圖后，再用左手定則判定【

13、例4】在水平勻強磁場中，用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛粗細(xì)均勻的直導(dǎo)線MN，導(dǎo)線中通以從M到N的電流I，此時繩子受力都是F，為使F0，可采用下列方法中的 A把電流強度增大到某一值B把電流強度減小到某一值C使電流I反向D使磁場B反向點撥：用左手定則判定出磁場力方向，再根據(jù)平衡知識解決參考答案：AIII：綜合能力提升測試一、選擇題1關(guān)于磁場和磁感線的描述，正確的說法有 A磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，也是一種物質(zhì)B磁感線可以形象地表現(xiàn)磁場的強弱與方向C磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止D磁感線就是細(xì)鐵屑在磁鐵周圍排列出的曲線，沒有細(xì)鐵屑的地方就沒有磁感線2一束帶電粒子沿水平方向

14、飛過小磁針上方，并與磁針指向平行，能使磁針的S極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)，如圖1所示，那么這束帶電粒子可能是 A向右飛行的正離子束 B向左飛行的正離子束C向右飛行的負(fù)離子束 D問左飛行的負(fù)離子束3鐵心上有兩個線圈，把它們和一個干電池連接起來，已知線圈的電阻比電池的內(nèi)阻大得多，如圖2所示的圖中，哪一種接法鐵心的磁性最強 4關(guān)于磁場，以下說法正確的是 A電流在磁場中某點不受磁場力作用，則該點的磁感強度一定為零B磁場中某點的磁感強度，根據(jù)公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有關(guān)C磁場中某點的磁感強度的方向垂直于該點的磁場方向D磁場中任一點的磁感強度等于磁通密度，即垂直于磁感強度方向的單位面積的磁通量5磁場

15、中某點的磁感應(yīng)強度的方向 A放在該點的通電直導(dǎo)線所受的磁場力的方向B放在該點的正檢驗電荷所受的磁場力的方向C放在該點的小磁針靜止時N極所指的方向D通過該點磁場線的切線方向6下列有關(guān)磁通量的論述中正確的是 A磁感強度越大的地方，穿過線圈的磁通量也越大B磁感強度越大的地方，線圈面積越大，則穿過線圈的磁通量越大C穿過線圈的磁通量為零的地方，磁感強度一定為零D勻強磁場中，穿過線圈的磁感線越多，則磁通量越大7如圖3所示，條形磁鐵放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，并通以垂直紙面向外的電流， A磁鐵對桌面的壓力減小、不受桌面摩擦力的作用B磁鐵對桌面的壓力減小、受到桌面摩擦力的作用C

16、磁鐵對桌面的壓力增大，個受桌面摩擦力的作用D磁鐵對桌面的壓力增大，受到桌面摩擦力的作用8如圖4所示，將通電線圈懸掛在磁鐵N極附近：磁鐵處于水平位置和線圈在同一平面內(nèi)，且磁鐵的軸線經(jīng)過線圈圓心，線圈將 A轉(zhuǎn)動同時靠近磁鐵 B轉(zhuǎn)動同時離開磁鐵C不轉(zhuǎn)動，只靠近磁鐵 D不轉(zhuǎn)動，只離開磁鐵9通電矩形線圈平面垂直于勻強磁場的磁感線，則有 A線圈所受安培力的合力為零B線圈所受安培力以任一邊為軸的力矩為零C線圈所受安培力以任一對角線為軸的力矩不為零D線圈所受安培力必定使其四邊有向外擴展形變的效果二、填空題10勻強磁場中有一段長為0.2m的直導(dǎo)線，它與磁場方向垂直，當(dāng)通過3A的電流時，受到60×10-2N的磁場力，則磁場的磁感強度是_特；當(dāng)導(dǎo)線長度縮短一半時，磁場的磁感強度是_特；當(dāng)通入的電流加倍時，磁場的磁感強度是_特11如圖5所示， abcd是一豎直的矩形導(dǎo)線框，線框面積為S，放在磁場中，ab邊在水平面內(nèi)且與磁場方向成60°角，若導(dǎo)線框中的電流為I，則導(dǎo)線框所受的安培力對某豎直的固定軸的力矩等于_12一矩形線圈面積S10m，它和勻強磁場方向之間的夾角130°，穿過線圈的磁通量1×10Wb，則磁場的磁感強度B_；若線圈以一條邊為軸的轉(zhuǎn)180°，則穿過線圈的磁能量的變化為_；若線圈平面和磁場方向之間的夾角變?yōu)?0°，則_三、計算題7