高考物理 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用課件

1、 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí) 1基本特點(diǎn)：磁場(chǎng)是磁體、電流和運(yùn)基本特點(diǎn)：磁場(chǎng)是磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷周圍存在的一種特殊動(dòng)電荷周圍存在的一種特殊 ，其基，其基本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體、電流或運(yùn)本性質(zhì)是對(duì)放入其中的磁體、電流或運(yùn)動(dòng)電荷動(dòng)電荷 物質(zhì)物質(zhì)有力的作用有力的作用 2方向：方向：在磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針在磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針 的方向或者是小磁針靜止時(shí)的方向或者是小磁針靜止時(shí)N極的指向，極的指向，就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向 3磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁體、電流和運(yùn)動(dòng)磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)都產(chǎn)生于電荷的電荷的磁場(chǎng)都產(chǎn)生于電荷的 ，并通，并通過磁場(chǎng)而相互作用，最早揭示磁現(xiàn)象電

2、過磁場(chǎng)而相互作用，最早揭示磁現(xiàn)象電本質(zhì)的是安培的本質(zhì)的是安培的 假說假說N極受力極受力運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)分子電流分子電流 4磁感線磁感線 (1)定義：在磁場(chǎng)中畫出一系列有定義：在磁場(chǎng)中畫出一系列有 的曲的曲線，曲線的切線方向表示磁場(chǎng)的方向，線，曲線的切線方向表示磁場(chǎng)的方向，曲線的曲線的 定性地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，這一定性地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，這一系列曲線被稱為磁感線系列曲線被稱為磁感線 (2)特點(diǎn)：特點(diǎn)： 磁感線上某點(diǎn)的磁感線上某點(diǎn)的 方向表示該點(diǎn)的方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向 磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的磁感線的疏密程度表示磁場(chǎng)的 磁感線是磁感線是 曲線，在磁體外部，從曲線，在磁體外部，從N極指向極指向S極，

3、在磁體內(nèi)部，由極，在磁體內(nèi)部，由S極指向極指向N極極 磁場(chǎng)內(nèi)磁感線不中斷、不相交、不相磁場(chǎng)內(nèi)磁感線不中斷、不相交、不相切切方向方向疏密疏密強(qiáng)弱強(qiáng)弱閉合閉合切線切線 5地磁場(chǎng)的特點(diǎn)地磁場(chǎng)的特點(diǎn) (1)地磁場(chǎng)的地磁場(chǎng)的N極在地球極在地球南極南極附近，附近，S極在極在地球地球 附近附近 (2)地磁場(chǎng)地磁場(chǎng)B的水平分量總是從地球南極指的水平分量總是從地球南極指向地球北極，而豎直分量，在南半球垂向地球北極，而豎直分量，在南半球垂直地面直地面 ，在北半球垂直地面，在北半球垂直地面 (3)在赤道平面上，距離地球表面高度相在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小等的各點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小 ，且方

4、，且方向水平指向向水平指向 北極北極向上向上向下向下北北相等相等 6安培定則安培定則(右手螺旋定則右手螺旋定則) (1)直線電流的磁場(chǎng)：用右手握住導(dǎo)線，直線電流的磁場(chǎng)：用右手握住導(dǎo)線，讓伸直的讓伸直的 所指的方向跟電流的方向一致，所指的方向跟電流的方向一致， 所指方向就是磁感線的環(huán)繞方向所指方向就是磁感線的環(huán)繞方向 (2)通電螺線管的磁場(chǎng)：用右手握住螺線通電螺線管的磁場(chǎng)：用右手握住螺線管，讓管，讓 所指的方向跟電流的方向一致，所指的方向跟電流的方向一致， 所所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向向大拇大拇指指彎曲的四指彎曲的四指彎曲的彎曲的四指四指大拇指大拇指 (

5、3)常見電流的磁感線分布圖常見電流的磁感線分布圖電流電流圖別圖別直線電流直線電流環(huán)形電流環(huán)形電流通電螺線通電螺線管管立體立體圖圖電流電流圖別圖別直線電流直線電流環(huán)形電流環(huán)形電流通電螺線通電螺線管管橫截橫截面圖面圖電流電流圖別圖別直線電流直線電流環(huán)形電流環(huán)形電流通電螺線通電螺線管管縱截縱截面圖面圖 深化拓展深化拓展 磁感線和電場(chǎng)線的比較磁感線和電場(chǎng)線的比較磁感線磁感線電場(chǎng)線電場(chǎng)線不同點(diǎn)不同點(diǎn)閉合曲線閉合曲線起始于正電荷，起始于正電荷，終止于負(fù)電終止于負(fù)電荷荷相相似似點(diǎn)點(diǎn)引入目引入目的的形象描述場(chǎng)而引入的假想線形象描述場(chǎng)而引入的假想線，實(shí)際不存在，實(shí)際不存在疏密疏密場(chǎng)的強(qiáng)弱場(chǎng)的強(qiáng)弱切線方切線方向向

6、場(chǎng)的方向場(chǎng)的方向 【特別提醒【特別提醒】磁感線的疏密能形象地表磁感線的疏密能形象地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，但應(yīng)注意：示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，但應(yīng)注意： (1)只有在同一個(gè)圖中才能根據(jù)磁感線的只有在同一個(gè)圖中才能根據(jù)磁感線的疏密判定各處磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，在不同的兩疏密判定各處磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，在不同的兩個(gè)圖中，不能根據(jù)磁感線的疏密判定沒個(gè)圖中，不能根據(jù)磁感線的疏密判定沒有聯(lián)系的兩個(gè)圖中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有聯(lián)系的兩個(gè)圖中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 (2)沒有畫出磁感線的地方并不表示那里沒有畫出磁感線的地方并不表示那里沒有磁場(chǎng)存在沒有磁場(chǎng)存在 針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練 如圖所示，直導(dǎo)線如圖所示，直導(dǎo)線AB、螺線管、螺線管C、電、電磁鐵磁鐵D三者相距較遠(yuǎn)，它們的

7、磁場(chǎng)互不影三者相距較遠(yuǎn)，它們的磁場(chǎng)互不影響，當(dāng)開關(guān)響，當(dāng)開關(guān)S閉合后，則小磁針的北極閉合后，則小磁針的北極N(黑色一端黑色一端)指示出磁場(chǎng)方向正確的是指示出磁場(chǎng)方向正確的是 () Aa、cBb、c Cc、dDa、d 解析：解析：據(jù)安培定則判斷出：據(jù)安培定則判斷出：(1)AB直導(dǎo)線直導(dǎo)線磁場(chǎng)的小磁針磁場(chǎng)的小磁針a所在位置垂直于紙面向外，所在位置垂直于紙面向外，所以磁針?biāo)源裴榓的的N極指向正確；極指向正確；(2)C左側(cè)為左側(cè)為N極，內(nèi)部磁場(chǎng)向左，所以磁針極，內(nèi)部磁場(chǎng)向左，所以磁針c的的N極指極指向正確，磁針向正確，磁針b的的N極指向不對(duì)；極指向不對(duì)；(3)D左左為為S極，右為極，右為N極，所以磁

8、針極，所以磁針d的的N極指向極指向也不正確也不正確 答案：答案：A 自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí) 1定義：定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力電導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)和導(dǎo)線長(zhǎng)度度L的乘積的乘積IL的比值叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度用的比值叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度用B來表示來表示 2定義式：定義式： 3矢量：矢量：磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向 4意義：意義：用來描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向用來描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向 5B只與磁場(chǎng)本身有關(guān)，與只與磁場(chǎng)本身有關(guān)，與F、I、L無無關(guān)關(guān) 6國(guó)際單位符號(hào)是國(guó)際單位符號(hào)是T.1T1N

9、/(Am) 7勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng) (1)概念：磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念：磁感應(yīng)強(qiáng)度的 、 處處處處相同的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)相同的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng) (2)特點(diǎn)：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是一些特點(diǎn)：勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是一些 直線直線大小大小方向方向間距相同的平行間距相同的平行 深化拓展深化拓展 磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度的比較磁感應(yīng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度的比較磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E物理意義物理意義描述磁場(chǎng)的描述磁場(chǎng)的性質(zhì)性質(zhì)描述電場(chǎng)的性質(zhì)描述電場(chǎng)的性質(zhì)定定義義式式共同共同點(diǎn)點(diǎn)都是用比值的形式定義都是用比值的形式定義特點(diǎn)特點(diǎn)B ，通，通電導(dǎo)線與電導(dǎo)線與B垂直，垂直，B與與F、I、L無無關(guān)關(guān)E ，E與與F、q無關(guān)無關(guān)磁感應(yīng)

10、強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E方方向向共同點(diǎn)共同點(diǎn)矢量矢量不同點(diǎn)不同點(diǎn)小磁針小磁針N極極受力方向受力方向放入該點(diǎn)的正電荷放入該點(diǎn)的正電荷受力方向受力方向場(chǎng)場(chǎng)的的疊疊加加共同點(diǎn)共同點(diǎn)都遵從矢量合成法則都遵從矢量合成法則不同點(diǎn)不同點(diǎn)合磁感應(yīng)強(qiáng)合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各度等于各磁場(chǎng)的磁磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B的矢量的矢量和和合場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電合場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的矢的矢量和量和1T1N/(Am) 【特別提醒【特別提醒】(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的引入磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的引入與電場(chǎng)強(qiáng)度概念的引入思路是相同的，與電場(chǎng)強(qiáng)度概念的引入思路是相同的，但二者是有區(qū)別的在電場(chǎng)中放入的試但二者是有區(qū)別的在電場(chǎng)中放入

11、的試探電荷不存在怎么放的問題，但把一段探電荷不存在怎么放的問題，但把一段通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)里，導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)里，導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向間的夾角不同時(shí)，所受的安培力也方向間的夾角不同時(shí)，所受的安培力也會(huì)不同因而在定義磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，要會(huì)不同因而在定義磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，要求導(dǎo)線方向垂直于磁場(chǎng)方向，即求導(dǎo)線方向垂直于磁場(chǎng)方向，即B與與L垂垂直另外，像電場(chǎng)一樣，磁場(chǎng)中不同位直另外，像電場(chǎng)一樣，磁場(chǎng)中不同位置處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一般是不同的，只有置處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一般是不同的，只有放入的通電導(dǎo)線特別短，用這種方法定放入的通電導(dǎo)線特別短，用這種方法定義出的磁感應(yīng)強(qiáng)度才是導(dǎo)線所在處的磁義出的磁感應(yīng)強(qiáng)度才是導(dǎo)線所

12、在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度 (2)與電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身決定一樣，磁與電場(chǎng)強(qiáng)度由電場(chǎng)本身決定一樣，磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，跟該位置放感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，跟該位置放不放通電導(dǎo)線無關(guān)不放通電導(dǎo)線無關(guān) 針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練 下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法中正下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法中正確的是確的是() A通電導(dǎo)線受磁場(chǎng)力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)通電導(dǎo)線受磁場(chǎng)力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大度一定大 B通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)強(qiáng)度大的地方受力一通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)強(qiáng)度大的地方受力一定大定大 C放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中各處的通電導(dǎo)線，受放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同力大小和方向處處相同 D磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場(chǎng)

13、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān)中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān) 解析：解析：逐項(xiàng)分析如下：逐項(xiàng)分析如下：選項(xiàng)選項(xiàng)診斷診斷結(jié)結(jié)論論A磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場(chǎng)本身決定，與通電導(dǎo)線方向由磁場(chǎng)本身決定，與通電導(dǎo)線的受力及方向都無關(guān)的受力及方向都無關(guān).錯(cuò)錯(cuò)誤誤B通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的大小不僅通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，而且還與通電與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，而且還與通電導(dǎo)線的取向有關(guān)導(dǎo)線的取向有關(guān)錯(cuò)錯(cuò)誤誤C當(dāng)導(dǎo)線在各個(gè)位置的放置方向不同當(dāng)導(dǎo)線在各個(gè)位置的放置方向不同時(shí)，其磁場(chǎng)力是不相同的，而選項(xiàng)時(shí)，其磁場(chǎng)力是不相同

14、的，而選項(xiàng)C中沒有說明導(dǎo)線在各個(gè)位置的取中沒有說明導(dǎo)線在各個(gè)位置的取向是否相同向是否相同錯(cuò)錯(cuò)誤誤 答案：答案：D 總結(jié)提升：總結(jié)提升：B 是定義式，故不能說是定義式，故不能說B與與F成正比，與成正比，與IL成反比成反比. 自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí) 1安培力安培力 (1)定義：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的定義：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的 (2)大?。捍笮。篎 ，其中，其中B為通電導(dǎo)為通電導(dǎo)線所在處的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線所在處的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，I為電流，為電流，L為導(dǎo)線為導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，的有效長(zhǎng)度，為為B與與I之間的夾角之間的夾角作用力作用力BILsin (3)方向：用方向：用 判定判定 左手定則：伸開左手，使拇指與其余左手定則：伸開左手，

15、使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一平四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指面內(nèi)，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向指向 的方向，那么，的方向，那么， 所指的方所指的方向就是通向就是通 電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向方向 方向特點(diǎn)：方向特點(diǎn)：FB，F(xiàn)I，即，即F垂直于垂直于B和和I決定的平面決定的平面(注意：注意：B和和I可以有任意可以有任意夾角夾角)左手定則左手定則電流電流拇指拇指 2磁電式電流表磁電式電流表 (1)基本組成部分基本組成部分:磁鐵和放在磁鐵兩極之磁鐵和放在磁鐵兩極之間的間的 (2)工作原理：工作原理： 如圖所示，磁

16、場(chǎng)的方向總沿著如圖所示，磁場(chǎng)的方向總沿著 均勻均勻輻射地分布，在距軸線等距離處的磁感輻射地分布，在距軸線等距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小總是應(yīng)強(qiáng)度的大小總是 的，保證的，保證B的大小的大小不發(fā)生變化，且安培力的方向與線圈垂不發(fā)生變化，且安培力的方向與線圈垂直直線圈線圈相等相等徑向徑向 當(dāng)電流通過線圈時(shí)，導(dǎo)線受到安培力作當(dāng)電流通過線圈時(shí)，導(dǎo)線受到安培力作用，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋彈簧變形，反抗線用，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，電流越大，安培力就圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，電流越大，安培力就 ，螺，螺旋彈簧的形變也就旋彈簧的形變也就 I與指針偏角與指針偏角成成正比，表盤刻度正比，表盤刻度 所以，從線圈偏所以，從線圈偏

17、轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)的 就能判斷通過電流的大小就能判斷通過電流的大小越大越大越大越大均勻均勻角度角度 深化拓展深化拓展 安培力的大小和做功情況分析安培力的大小和做功情況分析 1安培力公式安培力公式FBIL的說明的說明 (1)B是與是與L垂直或與垂直或與L垂直的分垂直的分量量 (2)L是有效長(zhǎng)度，如圖所示，是有效長(zhǎng)度，如圖所示，導(dǎo)線導(dǎo)線ACB中電流為中電流為I，則其受，則其受水平向右的安培力水平向右的安培力FBIL. (3)B并非一定是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但并非一定是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但一定是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)一定是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度度 2安培力做功的實(shí)質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化安培力做功的實(shí)質(zhì)：能量的轉(zhuǎn)化 (1)安培力做正功：將電

18、源的能量傳遞給安培力做正功：將電源的能量傳遞給通電導(dǎo)線或轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的動(dòng)能或轉(zhuǎn)化為通電導(dǎo)線或轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的動(dòng)能或轉(zhuǎn)化為其他形式的能其他形式的能 (2)安培力做負(fù)功：將其他形式的能轉(zhuǎn)化安培力做負(fù)功：將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能后或儲(chǔ)存或轉(zhuǎn)化為其他形式的為電能后或儲(chǔ)存或轉(zhuǎn)化為其他形式的能能 【特別提醒【特別提醒】有關(guān)安培力的綜合問題的有關(guān)安培力的綜合問題的考查，一般有平衡問題和加速運(yùn)動(dòng)問題考查，一般有平衡問題和加速運(yùn)動(dòng)問題兩類兩類 (1)平衡問題：解決該類問題首先是進(jìn)行平衡問題：解決該類問題首先是進(jìn)行受力分析，畫出受力平面圖，然后依據(jù)受力分析，畫出受力平面圖，然后依據(jù)物體的平衡條件求解物體的平衡條件求解

19、(2)加速運(yùn)動(dòng)問題：解決該類問題也要進(jìn)加速運(yùn)動(dòng)問題：解決該類問題也要進(jìn)行受力分析，畫出受力平面圖，然后再行受力分析，畫出受力平面圖，然后再進(jìn)行運(yùn)動(dòng)情況的分析，根據(jù)牛頓第二定進(jìn)行運(yùn)動(dòng)情況的分析，根據(jù)牛頓第二定律求解律求解 針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練 (2007高考廣州卷高考廣州卷)如圖所示，用兩根如圖所示，用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)相同的細(xì)繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線線MN，電流，電流I方向從方向從M到到N，繩子的拉力，繩子的拉力均為均為F.為使為使F0，可能達(dá)到要求的方法，可能達(dá)到要求的方法是是() A加水平向右的磁場(chǎng)加水平向右的磁場(chǎng) B加水平向左的磁場(chǎng)加水平向左的磁場(chǎng) C加垂直于紙面向里

20、的磁場(chǎng)加垂直于紙面向里的磁場(chǎng) D加垂直于紙面向外的磁場(chǎng)加垂直于紙面向外的磁場(chǎng) 解析：解析：根據(jù)題意可知，欲使根據(jù)題意可知，欲使F0，則需，則需使磁場(chǎng)力豎直向上，大小等于導(dǎo)線重力，使磁場(chǎng)力豎直向上，大小等于導(dǎo)線重力，由左手定則可知，磁場(chǎng)方向需垂直于紙由左手定則可知，磁場(chǎng)方向需垂直于紙面向里，故選面向里，故選C. 答案：答案：C 規(guī)律方法規(guī)律方法 (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，計(jì)算時(shí)與力的計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，計(jì)算時(shí)與力的計(jì)算方法相同，利用平行四邊形定則或正算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進(jìn)行合成與分解交分解法進(jìn)行合成與分解 (2)在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形

21、電流的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清電流的磁場(chǎng)時(shí)應(yīng)分清“因因”和和“果果”在判定直線電流的磁場(chǎng)方向時(shí)，在判定直線電流的磁場(chǎng)方向時(shí)，大拇指指大拇指指“原因原因”電流方向，四指指電流方向，四指指“結(jié)果結(jié)果”磁場(chǎng)繞向；在判定環(huán)形電流磁場(chǎng)繞向；在判定環(huán)形電流的磁場(chǎng)方向時(shí)，四指指的磁場(chǎng)方向時(shí)，四指指“原因原因”電流電流繞向，大拇指指繞向，大拇指指“結(jié)果結(jié)果”環(huán)內(nèi)沿中心環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向軸線的磁感線方向 【例【例1】如圖甲所示，三根通有電流如圖甲所示，三根通有電流I1、I2、I3的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通過一等腰直的平行長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通過一等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，它們均垂直于該角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，它們均垂直于該三角形所在

22、的平面現(xiàn)在使每條通電導(dǎo)三角形所在的平面現(xiàn)在使每條通電導(dǎo)線在三角形斜邊的中點(diǎn)線在三角形斜邊的中點(diǎn)O處產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)處產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為度大小均為B的磁場(chǎng)，則該處的實(shí)際磁感的磁場(chǎng)，則該處的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如何？應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向如何？ 解析解析如圖乙所示，根據(jù)安培定則，如圖乙所示，根據(jù)安培定則，I1和和I3在在O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，I2在在O處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與它們垂直由大處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度與它們垂直由大小均為小均為B可知，可知，O點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的點(diǎn)處實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小大小B0 ，方向與斜邊，方向與斜邊的夾角的夾角arctan2(在三角形所在的平面在三

23、角形所在的平面內(nèi)內(nèi)) 答案答案大小為大小為 ,方向與斜邊的夾角為方向與斜邊的夾角為arctan2(在三角形所在的平面內(nèi)在三角形所在的平面內(nèi)) 總結(jié)提升總結(jié)提升磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，遵守是矢量，遵守平行四邊形定則如果同時(shí)在幾個(gè)電流平行四邊形定則如果同時(shí)在幾個(gè)電流或磁鐵所形成的磁場(chǎng)中，某點(diǎn)的磁感應(yīng)或磁鐵所形成的磁場(chǎng)中，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向應(yīng)該是每一個(gè)電流或強(qiáng)度的大小和方向應(yīng)該是每一個(gè)電流或磁鐵在該點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量磁鐵在該點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和和 (2008高考寧夏理綜高考寧夏理綜)在等邊三角形的在等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)三個(gè)頂點(diǎn)a、b、c處，各有一條長(zhǎng)直導(dǎo)線處，各有一條

24、長(zhǎng)直導(dǎo)線垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的垂直穿過紙面，導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流，方向如圖所示過恒定電流，方向如圖所示過c點(diǎn)的導(dǎo)線點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向所受安培力的方向() A與與ab邊平行，豎直向上邊平行，豎直向上 B與與ab邊平行，豎直向下邊平行，豎直向下 C與與ab邊垂直，指向左邊邊垂直，指向左邊 D與與ab邊垂直，指向右邊邊垂直，指向右邊 解析：解析：a處導(dǎo)線在處導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)B1的方的方向垂直于向垂直于ac連線向左下方，連線向左下方，b處導(dǎo)線在處導(dǎo)線在c處產(chǎn)生的磁場(chǎng)處產(chǎn)生的磁場(chǎng)B2的方向垂直于的方向垂直于bc連線向連線向右下方右下方B1和和B2的合磁場(chǎng)的合磁場(chǎng)

25、B的方向豎直向的方向豎直向下由左手定則可判斷出過下由左手定則可判斷出過c點(diǎn)的導(dǎo)線所點(diǎn)的導(dǎo)線所受安培力的方向與受安培力的方向與ab邊垂直，指向左邊垂直，指向左邊邊C正確正確 答案：答案：C 規(guī)律方法規(guī)律方法 判斷通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的判斷通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)情況，一般采用下列幾種方法運(yùn)動(dòng)情況，一般采用下列幾種方法 (1)電流元分析法電流元分析法 把整段電流等效為很多段直線電流元，把整段電流等效為很多段直線電流元，先用左手定則判斷每小段電流元所受安先用左手定則判斷每小段電流元所受安培力方向，從而判斷出整段電流所受合培力方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向力

26、的方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向 (2)特殊值分析法特殊值分析法 把通電直導(dǎo)體轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊把通電直導(dǎo)體轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后，判斷其安培力方向，確定其運(yùn)位置后，判斷其安培力方向，確定其運(yùn)動(dòng)方向，然后推廣到一般位置動(dòng)方向，然后推廣到一般位置 (3)等效分析法等效分析法 環(huán)形電流可等效為小磁針，條形磁鐵或環(huán)形電流可等效為小磁針，條形磁鐵或小磁針可等效為環(huán)形電流，通電螺線管小磁針可等效為環(huán)形電流，通電螺線管可等效為多個(gè)環(huán)形電流或等效為條形磁可等效為多個(gè)環(huán)形電流或等效為條形磁鐵鐵 (4)結(jié)論分析法結(jié)論分析法 兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流

27、互相排斥電流互相吸引，反向電流互相排斥 兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且方向相同的趨勢(shì)且方向相同的趨勢(shì) 【例【例2】?jī)筛鶎?dǎo)線兩根導(dǎo)線AB、CD相互垂直且相互垂直且彼此絕緣，相隔一小段距離，其中彼此絕緣，相隔一小段距離，其中AB是是固定的，固定的，CD能自由地移動(dòng)當(dāng)兩導(dǎo)線分能自由地移動(dòng)當(dāng)兩導(dǎo)線分別通入如圖甲所示的電流時(shí)，別通入如圖甲所示的電流時(shí)，CD導(dǎo)線將導(dǎo)線將() A順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近AB B逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開AB C順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開AB D逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近AB 解析解

28、析在圖甲中，在圖甲中，CD導(dǎo)線放在導(dǎo)線放在AB通電通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，而直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，而AB通電直導(dǎo)線通電直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感線是在垂直于導(dǎo)線的平產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感線是在垂直于導(dǎo)線的平面內(nèi)以導(dǎo)線為圓心的一些同心圓，面內(nèi)以導(dǎo)線為圓心的一些同心圓，CD導(dǎo)導(dǎo)線剛好就在這樣的平面內(nèi)，為了明確線剛好就在這樣的平面內(nèi)，為了明確CD導(dǎo)線和磁場(chǎng)的關(guān)系將圖甲改為圖乙所示導(dǎo)線和磁場(chǎng)的關(guān)系將圖甲改為圖乙所示的俯視圖，取兩特殊點(diǎn)的俯視圖，取兩特殊點(diǎn)m、n分析并將分析并將磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B沿平行于沿平行于CD和垂直于和垂直于CD兩個(gè)兩個(gè)方向分解，由左手定則判斷可知：方向分解，由左手定則判斷可知：m側(cè)的側(cè)的導(dǎo)線受磁

29、場(chǎng)力作用，方向垂直紙面向里，導(dǎo)線受磁場(chǎng)力作用，方向垂直紙面向里，n側(cè)的導(dǎo)線受磁場(chǎng)力作用，方向垂直紙面?zhèn)鹊膶?dǎo)線受磁場(chǎng)力作用，方向垂直紙面向外結(jié)合題圖可知，向外結(jié)合題圖可知，CD導(dǎo)線將以中點(diǎn)導(dǎo)線將以中點(diǎn)為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 當(dāng)當(dāng)CD導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)90 后和后和AB導(dǎo)線平行，導(dǎo)線平行， 且和且和AB導(dǎo)線導(dǎo)線 產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線方向垂直，如圖丙產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線方向垂直，如圖丙所示，根據(jù)左手定則，所示，根據(jù)左手定則，CD導(dǎo)線受到指向?qū)Ь€受到指向AB導(dǎo)線的安培力的作用將逐漸靠近導(dǎo)線的安培力的作用將逐漸靠近AB導(dǎo)導(dǎo)線，實(shí)際上線，實(shí)際上CD導(dǎo)線是邊逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)邊靠導(dǎo)線是邊逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)邊靠近近AB導(dǎo)線的

30、，故選項(xiàng)導(dǎo)線的，故選項(xiàng)D正確正確 答案答案D 總結(jié)提升總結(jié)提升解答此類問題的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)換解答此類問題的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)換觀察的角度，畫出易于分析問題的不同觀察的角度，畫出易于分析問題的不同視角的平面圖，再根據(jù)左手定則判斷物視角的平面圖，再根據(jù)左手定則判斷物體的受力方向和運(yùn)動(dòng)方向體的受力方向和運(yùn)動(dòng)方向 將一個(gè)質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)線吊起將一個(gè)質(zhì)量很小的金屬圓環(huán)用細(xì)線吊起來，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的來，在其附近放一塊條形磁鐵，磁鐵的軸線與圓環(huán)在同一個(gè)平面內(nèi)，且通過圓軸線與圓環(huán)在同一個(gè)平面內(nèi)，且通過圓環(huán)中心，如圖所示，當(dāng)圓環(huán)中通以順時(shí)環(huán)中心，如圖所示，當(dāng)圓環(huán)中通以順時(shí)針方向的電流時(shí)，從上往下看針方向的電

31、流時(shí)，從上往下看() A圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵 B圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵圓環(huán)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵 C圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，靠近磁鐵 D圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵圓環(huán)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，遠(yuǎn)離磁鐵 解析：解析：該通電圓環(huán)相當(dāng)于一個(gè)垂直于紙?jiān)撏妶A環(huán)相當(dāng)于一個(gè)垂直于紙面的小磁針，面的小磁針，N極在內(nèi)，極在內(nèi)，S極在外，根據(jù)極在外，根據(jù)同極相互排斥，異極相互吸引，可得同極相互排斥，異極相互吸引，可得C項(xiàng)項(xiàng)正確正確 答案：答案：C 規(guī)律方法規(guī)律方法 解決通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到安培力與力解決通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到安培力與力學(xué)知識(shí)的綜合問題時(shí)，與解決純力學(xué)問學(xué)知識(shí)的綜合問題時(shí)

32、，與解決純力學(xué)問題的基本思路一樣，只不過是多了一個(gè)題的基本思路一樣，只不過是多了一個(gè)安培力首先是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分安培力首先是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，然后再進(jìn)行過程分析，在此基礎(chǔ)上析，然后再進(jìn)行過程分析，在此基礎(chǔ)上選用合理的力學(xué)規(guī)律解題但要注意以選用合理的力學(xué)規(guī)律解題但要注意以下兩點(diǎn)：下兩點(diǎn)： (1)受力分析時(shí)安培力的方向千萬不可跟受力分析時(shí)安培力的方向千萬不可跟著感覺走，要牢記安培力方向既跟磁感著感覺走，要牢記安培力方向既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直，又跟電流的方向垂直，又跟電流I的方向的方向垂直垂直 (2)畫出導(dǎo)線受力的平面圖畫出導(dǎo)線受力的平面圖 做好這兩點(diǎn)，剩下的問題就是純力學(xué)問做好

33、這兩點(diǎn)，剩下的問題就是純力學(xué)問題了題了 【例【例3】如圖所示，光滑導(dǎo)軌與水平面如圖所示，光滑導(dǎo)軌與水平面成成角，導(dǎo)軌寬為角，導(dǎo)軌寬為L(zhǎng).勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B.金屬桿長(zhǎng)也為金屬桿長(zhǎng)也為L(zhǎng)，質(zhì)量為，質(zhì)量為m，水平放，水平放在導(dǎo)軌上當(dāng)回路總電流為在導(dǎo)軌上當(dāng)回路總電流為I1時(shí)，金屬桿時(shí)，金屬桿正好能靜止求：正好能靜止求： (1)B至少多大？這時(shí)至少多大？這時(shí)B的方向如何？的方向如何？ (2)若保持若保持B的大小不變而將的大小不變而將B的方向改為的方向改為豎直向上，應(yīng)把回路總電流豎直向上，應(yīng)把回路總電流I2調(diào)到多大才調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止？能使金屬桿保持靜止？ 讀題讀題“金屬

34、桿正好能靜止金屬桿正好能靜止”金屬桿金屬桿受力平衡受力平衡 畫圖畫圖畫出金屬桿受力的截面圖如圖所畫出金屬桿受力的截面圖如圖所示示 列式列式由三角形定則可知，只有當(dāng)安培由三角形定則可知，只有當(dāng)安培力方向沿導(dǎo)軌平面向上時(shí)安培力才最小，力方向沿導(dǎo)軌平面向上時(shí)安培力才最小，B也最小，根據(jù)左手定則，這時(shí)也最小，根據(jù)左手定則，這時(shí)B應(yīng)垂直應(yīng)垂直于導(dǎo)軌平面向上，大小滿足于導(dǎo)軌平面向上，大小滿足BI1Lmgsin 解析解析(1)由上式可解出：由上式可解出： 方方向垂直導(dǎo)軌平面向上向垂直導(dǎo)軌平面向上 (2)當(dāng)當(dāng)B的方向改為豎直向上時(shí)，這時(shí)安培的方向改為豎直向上時(shí)，這時(shí)安培力的方向變?yōu)樗较蛴遥裳貙?dǎo)軌方向力的方向變?yōu)樗较蛴?，由沿?dǎo)軌方向合力為零，可得合力為零，可得BI2Lcosmgsin，又，又B 故可求得故可求得I2 答案答案 方向垂直斜面向上方向垂直斜面向上 總結(jié)提升總結(jié)提升通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的力學(xué)問通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的力學(xué)問題有兩類：一是平衡問題；二是加速運(yùn)題有兩類：一是平衡問題；二是加速運(yùn)動(dòng)問題分析它們的方法是：先畫出通動(dòng)問題分析它們的方法是：先畫出通電導(dǎo)體受力的側(cè)視圖電導(dǎo)體受力的側(cè)視圖(受力分析時(shí)，要特受力分析時(shí)，要特別注意安培力