高考物理磁場

高考物理磁場課件ppt第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四一、磁場基本概念1、磁場由什么產(chǎn)生？磁體、電流、變化的電場、運動電荷2、磁場的基本性質(zhì)是什么？對放入磁場中的磁體、通電導線、運動電荷有力的作用第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四磁體與電流的作用電流與電流的作用磁體與磁體的作用作用本質(zhì)：磁場對磁場的作用常見的磁作用第3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四3、最早揭示磁現(xiàn)象的電本質(zhì)的科學家是誰？它提出了什么假說？安培安培分子電流假說:在原子分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流------分子電流,分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當于兩個磁極.第4頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四為什么有的物體無磁性，有的物體有磁性？如下圖，小鐵釘被吸向右側(cè)，而加熱后卻吸不住了，為什么？第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四4、最早發(fā)現(xiàn)電流也能產(chǎn)生磁場的科學家是誰？奧斯特【總結(jié)】導線應當南北方向放置，若東西方向放置則導線產(chǎn)生的磁場和地磁場在統(tǒng)一直線上【例題】．在重復奧斯特的電流磁效應實驗時，為使實驗方便且效果明顯，通電直導線應(

A

)A．平行于南北方向，位于小磁針上方B．平行于東西方向，位于小磁針上方C．平行于東南方向，位于小磁針下方D．平行于西南方向，位于小磁針下方第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四PQ二、磁場描述(定性)1、磁場的方向是如何規(guī)定的？BPBQ1）小磁針靜止時N極指向2）小磁針N極的受力方向3）磁感線在該點的切線方向第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四二、磁場描述(定性)-磁感線2、常見磁場磁感線特點1、疏密表示強弱，切線方向表示B的方向2、閉合，磁體外N到S磁體內(nèi)S到N3、非實際存在4、不相交、不相切第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

知識簡析電流磁場的確定方法－右手安培定則握?。〉?頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四安培定則：判斷電流產(chǎn)生磁場的法則（兩種不同形式）從前向后看？從下向上看？從前向后看（剖面圖）？從左向右看？從前向后看？從上向下看？立體圖平面圖畫想象基本技能：立體圖參見三維設計149頁右上第10頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四【例題】．對于磁感線的認識，下列說法中正確的是(

)A．磁場是由磁感線組成的B．畫出磁感線的地方一定存在著磁場，沒畫出磁感線的地方一定不存在磁場C．磁感線上任一點的切線方向就是該點的磁場方向D．在有磁場的空間內(nèi)，任何一點只能畫出一條磁感線CD第11頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四NS地磁場特點第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四6．地球的磁場：地球的磁場與條形磁鐵的磁場相似，其主要特點有三個●(1)地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近，磁感線分布如圖11.1-1所示．●(2)地磁場B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向地球北極，而豎直分量(By)在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下．●(3)在赤道平面上，距離地球表面高度相等的各點，磁感應強度相等，且方向水平向北．第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四例3如圖11.1-2所示，圖（甲）（乙）是兩種結(jié)構(gòu)不同的環(huán)狀螺線管的示意圖．其中（乙）圖是由兩個匝數(shù)相同、互相對稱的、半圓環(huán)形螺線管串聯(lián)而成的．給它們按圖示方向通以電流．試畫出磁感線的分布情況示意圖．圖11.1-2第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四解析（甲）圖所示的通電螺線管中的磁場，只能存在于環(huán)形螺線管的空腔中，磁感線都是圓形；根據(jù)右手螺旋定則，磁感線方向是順時針方向．如圖中的虛線所示．（乙）圖為兩個對稱的半圓環(huán)形的螺線管組合而成．左邊的通電半圓環(huán)形螺線管中的磁場是順時針方向的；右邊的通電半圓環(huán)形螺線管中的磁場是逆時針方向的；由于磁感線都是閉合曲線，兩個半圓環(huán)形螺線管磁場的磁感線在環(huán)頂相遇都轉(zhuǎn)彎豎直向下，各自閉合，環(huán)面中間部分的磁場方向向下．【點評】

磁感線是閉合曲線，圖（甲）中比較容易判斷磁感線方向是順時針的．圖（乙）中要注意導線的繞向．由于左、右兩半圓形螺線管中電流方向不同，應先判斷環(huán)內(nèi)磁感線的方向，然后根據(jù)磁感線閉合的特點來判斷磁感線的形狀．第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四i【易錯題】電視機顯象管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如右，即時電流方向如圖所示。該時刻由里向外射出的電子流將向哪個方向偏轉(zhuǎn)？【解析】：畫出偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi)側(cè)的電流，是左半線圈靠電子流的一側(cè)為向里，右半線圈靠電子流的一側(cè)為向外。電子流的等效電流方向是向里的，根據(jù)“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”，可判定電子流向左偏轉(zhuǎn)。（本題用其它方法判斷也行，但不如這個方法簡潔）

第16頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四三、磁場的描述（定量）定義：一小段通電直導線，垂直磁感線放在磁場某處時，受到的安培力F與IL的比值稱為該處的磁感應強度B。1、磁感強度B方向：磁場方向定義式：此公式不是決定式！思考：某點的磁感應強度大小的決定因素是什么？第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四點定B定：就是說磁場中某一點定了，則該處磁感應強度的大小與方向都是定值．●勻強磁場的磁感應強度處處相等．●磁場的疊加:空間某點如果同時存在兩個以上電流或磁體激發(fā)的磁場,則該點的磁感應強度是各電流或磁體在該點激發(fā)的磁場的磁感應強度的矢量和,滿足矢量運算法則.練習：三維設計151頁右下練習1第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四2、磁通量Φ（1）定義：磁感應強度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫穿過這個面積的磁通量。（2）定義式：Φ=BS（3）對此定義式的理解：a、適用勻強磁場；b、B和S垂直；C、S為磁場實際占有的面積d、與線圈匝數(shù)無關(guān)第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

規(guī)律方法【例】如圖所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細長磁鐵N極附近下落，保持bc邊在紙外，ad邊在紙內(nèi)，由圖中的位置Ⅰ經(jīng)過位置Ⅱ到位置Ⅲ，且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ，在這個過程中，線圈中的磁通量A．是增加的；B．是減少的C．先增加，后減少；D．先減少，后增加解析：解析：條形磁鐵在N極附近的分布情況如圖所示，由圖可知線圈中磁通量是先減少，后增加．D選項正確第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四例2、如圖所示，兩個同心圓線圈a、b在同一平面內(nèi)，半徑Ra<Rb，一條形磁鐵穿過圓心垂直于圓面，穿過兩個線圈的磁通量分別為Φa和Φb，則…………（）A、Φa>ΦbB、Φa=ΦbC、Φa<Φb

D、無法確定NSab注意（1）磁通量等于穿過平面的磁感線的凈條數(shù)；（2）注意區(qū)分S是磁場面積還是回路面積。A第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四（1）安培力磁場對通電導線的作用力稱安培力，其大小為F=BILsinθ，其中θ表示電流方向與磁感強度方向的夾角．四、安培力---磁場通電導線的作用第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四四、安培力---磁場通電導線的作用1、方向：左手定則2、大小當B∥L時當B⊥L時3、適用條件F=BILF=0θ勻強磁場中F=BILsinθ由左手定則可知：安培力F一定垂直B、I所組成的平面．第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四4、安培力的大小特點：★不僅與B、I、L有關(guān)，還與放置方式有關(guān)，夾角★L是有效長度，不一定是導線實際長度第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四注意：閉合的通電線圈在磁場中的受到的合的磁場力為零第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四5、安培力、磁感強度、電流三者方向關(guān)系★安培力的方向總垂直于電流和磁感線所確定的平面●已知F和B的方向，當導線的位置確定時，可唯一確定電流I的方向●已知電流I和B的方向，可用左手定則唯一確定F的方向●已知F和I的方向，磁感強度B的方向不能唯一確定I●F第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四【總結(jié)】●兩同向電流互相吸引，兩反向電流互相排斥；●螺線管通電后，在軸向上有收縮趨勢，徑向有擴張的趨勢兩導線間的相互作用力？通電后沿軸線方向和半徑方向的力的方向？第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四NS解題方法：1）選取一小段電流元2）確定該點的磁場3）應用左手定則判斷其受力4）確定其運動情況方法2：環(huán)形電流等效小磁針或小磁針等效環(huán)形電流【重要】最終

同向吸引第28頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四【典型題】、兩條直導線相互垂直，如圖所示，但相隔一個小距離，其中一條AB是固定的，另一條CD能自由轉(zhuǎn)動，當直流電流按圖示方向通入兩條導線時，CD導線將……（）A、順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導線ABB、順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開導線ABC、逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開導線ABD、逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導線ABABCDIIA【結(jié)論】：兩通電導線有達到電流方向相同，并靠近的趨勢第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四例5：如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，它的正中央上方固定一長直導線，導線與磁鐵垂直．給電線通以垂直紙面向外的電流，則A、磁鐵對桌面壓力增大，要受桌面摩擦力作用B、磁鐵對桌面壓力增大，不受桌面摩擦力作用C、磁鐵對桌面壓力減小，要受桌面摩擦力作用D、磁鐵對桌面壓力減小，不受桌面摩擦力作用I如果導線不在磁鐵的中心呢？D第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四例:如圖所示，MN、PQ為平行光滑導軌，其電阻忽略不計，與地面成30°角固定．NQ間接一電阻R′=1.0Ω，MP端與電池組和開關(guān)組成回路，電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1.0Ω，導軌區(qū)域加有與兩導軌所在平面垂直的勻強磁場．現(xiàn)將一條質(zhì)量m=40g，電阻R=1.0Ω的金屬導線置于導軌上，并保持導線ab水平．已知導軌間距L=0.1m，當開關(guān)S接通后導線ab恰靜止不動．試計算磁感應強度大小；BBILFNmg若軌道有粗糙，欲使金屬桿靜止在軌道上，B的取值范圍？三維設計152頁練習3第31頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

規(guī)律方法【典型題】質(zhì)量為m的通電細桿ab置于傾角為θ的平行導軌上，導軌寬度為d，桿ab與導軌間的摩擦因數(shù)為μ．有電流時aB恰好在導軌上靜止，如圖所示，如圖所示是沿ba方向觀察時的四個平面圖，標出了四種不同的勻強磁場方向，其中桿與導軌間摩擦力可能為零的是對A圖:對B圖:對C圖:對D圖:若F安cosθ=mgsinθ,則f=0.若F安=mg,則N=0,f=0.N≠0,f≠0.F=F安cosθ+mgsinθ≠0F安mgNF安mgmgNfmgNfF安F安AB

第32頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

【較難題】如圖所示,電源電動勢E＝2V,r＝0.5Ω,豎直導軌電阻可略,金屬棒的質(zhì)量m＝0.1kg,R=0.5Ω,它與導體軌道的動摩擦因數(shù)μ＝0.4,有效長度為0.2m,靠在導軌的外面,為使金屬棒不下滑,我們施一與紙面夾角為600且與導線垂直向外的磁場,(g=10m/s2)求：（1)此磁場是斜向上還是斜向下？（2）B的范圍是多少？解析:導體棒側(cè)面受力圖如圖所示由平衡條件得:B最小時摩擦力沿導軌向上,則有μFN＋BILcos300＝mg,FN=BILsin300

解得B＝2.34T當B最大時摩擦力沿導軌向下，則有BILcos300＝mg＋μFN

FN=BILsin300

解得B=3.75TB的范圍是2.34T–3.75T

規(guī)律方法第33頁，共36頁，2023年，2月20日，星期四

規(guī)律方法【練習題】在傾角為θ的斜面上,放置一段通有電流強度為I,為L,質(zhì)量為m的導體棒a,(通電方向垂直紙面向里),如圖所示,棒與斜面間動摩擦因數(shù)μ<tanθ.欲使導體棒靜止在斜面上,應加勻強磁場,磁場應強度B最小值是多少?如果要求導體棒a靜止在斜面上且對斜面無壓力,則所加勻強磁場磁感應強度又如何?α⊕a解析:(1)設當安培力與斜面成α角時B最小,則由平衡條件得：F安mgsinθ＝