[[高三物理幻燈片]]高三物理第一輪復(fù)習(xí)《磁場》ppt課件

1、第一講 描述磁場的基本物理量 磁場對電流的作用,第三章 磁場,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(yùn)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(dǎo)線、運(yùn)動電荷有力的作用,作用本質(zhì)：磁場對磁場的作用,常見的磁作用,3、最早揭示磁現(xiàn)象的電本質(zhì)的科學(xué)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

2、都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個磁極.,為什么有的物體無磁性，有的物體有磁性？,4、最早發(fā)現(xiàn)電流也能產(chǎn)生磁場的科學(xué)家是誰？,奧斯特,【總結(jié)】導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)南北方向放置，若東西方向放置則導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場和地磁場在統(tǒng)一直線上,【例題】．在重復(fù)奧斯特的電流磁效應(yīng)實(shí)驗時，為使實(shí)驗方便且效果明顯，通電直導(dǎo)線應(yīng)　 ( 　　 )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．

3、平行于西南方向，位于小磁針下方,A,二、磁場描述(定性),1、磁場的方向是如何規(guī)定的？,1）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(diǎn)的切線方向,二、磁場描述(定性)-磁感線,2、常見磁場磁感線,特點(diǎn),1、疏密表示強(qiáng)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(shí)際存在4、不相交、不相切,電流磁場的確定方法－右手安培定則,握?。?安培定則：判斷電流產(chǎn)生磁場的法則（兩種不同形式）,【例題】．

4、對于磁感線的認(rèn)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(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場方向D．在有磁場的空間內(nèi)，任何一點(diǎn)只能畫出一條磁感線,CD,,地磁場特點(diǎn),,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(diǎn)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

5、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(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，且方向水平向北．,三、磁場的描述（定量）,定義： 一小段通電直導(dǎo)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(yīng)強(qiáng)度B。,1、磁感強(qiáng)度B,方向：,磁場方向,定義式：,此公式不是決定式！,思考：某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

6、的決定因素是什么？,點(diǎn)定B定：就是說磁場中某一點(diǎn)定了，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向都是定值．,●勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等．,●磁場的疊加:空間某點(diǎn)如果同時存在兩個以上電流或磁體激發(fā)的磁場,則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是各電流或磁體在該點(diǎn)激發(fā)的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和,滿足矢量運(yùn)算法則.,2、磁通量Φ,（1）定義：磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)磁

7、場；b 、B和S垂直；C、S為磁場實(shí)際占有的面積d、 與線圈匝數(shù)無關(guān),【例】如圖所示，一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細(xì)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

8、減少，后增加．D選項正確,,例2、如圖所示，兩個同心圓線圈a 、b在同一平面內(nèi)，半徑RaΦb B、 Φa = Φb C、 Φa<Φb D、無法確定,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,,（1）安培力磁場對通電導(dǎo)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(qiáng)度方向的夾角．,四、安培力---磁場通電導(dǎo)線的作用,四

9、、安培力---磁場通電導(dǎo)線的作用,1、方向：左手定則,2、大小當(dāng)B∥L時當(dāng)B⊥L時,3、適用條件,F=BIL,F=0,,,勻強(qiáng)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．,4、安培力的大小特點(diǎn)：,★不僅與B、I、L有關(guān)，還與放置方式有關(guān)，夾角,★L(fēng)是有效長度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長度,注意：閉合的通電線圈在磁場中的受到的合的磁場力為 零,5、安培力、磁感強(qiáng)度、電流三者方向關(guān)系,★安培力的方向總垂直

10、于電流和磁感線所確定的平面,●已知F和B的方向，當(dāng)導(dǎo)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(qiáng)度B的方向不能唯一確定,【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(kuò)張的趨勢,兩導(dǎo)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？,解題方法：1）選取一小段電流元 2）確定該點(diǎn)的磁場 3）應(yīng)用左手

11、定則判斷其受力 4）確定其運(yùn)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,【典型題】、兩條直導(dǎo)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(dāng)直流電流按圖示方向通入兩條導(dǎo)線時，CD導(dǎo)線將……（ ）A、順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線ABB、順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開導(dǎo)線ABC、逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開導(dǎo)線ABD、逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線AB,A

12、,【結(jié)論】：兩通電導(dǎo)線有達(dá)到電流方向相同，并靠近的趨勢,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(dǎo)線，導(dǎo)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,如果導(dǎo)線不在磁鐵的中心呢？,D,例:如圖所示，MN、PQ為平行光滑導(dǎo)軌，其電阻忽略不計，

13、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(dǎo)軌區(qū)域加有與兩導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場．現(xiàn)將一條質(zhì)量m=40g，電阻R=1.0Ω的金屬導(dǎo)線置于導(dǎo)軌上，并保持導(dǎo)線ab水平．已知導(dǎo)軌間距L=0.1m，當(dāng)開關(guān)S接通后導(dǎo)線ab恰靜止不動．試計算磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；,若軌道有粗糙，欲使金屬桿靜止在軌道上，B的取值范圍？,,【典型題】質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ的

14、平行導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為d，桿ab與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)為μ．有電流時aB恰好在導(dǎo)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(biāo)出了四種不同的勻強(qiáng)磁場方向，其中桿與導(dǎo)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安cosθ-mgsinθ=0,AB,【較難題】如圖所示,電源電動勢E＝2V,r＝0.5Ω,豎直導(dǎo)軌電

15、阻可略,金屬棒的質(zhì)量m＝0.1kg,R=0.5Ω,它與導(dǎo)體軌道的動摩擦因數(shù)μ＝0.4,有效長度為0.2 m,靠在導(dǎo)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(dǎo)線垂直向外的磁場,(g=10 m/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(dǎo)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(dǎo)軌向上,則有,μFN＋BILcos300＝mg,,FN=BILsin300 解得B＝2.34

16、T,當(dāng)B最大時摩擦力沿導(dǎo)軌向下，則有BILcos300＝mg＋μFN,FN=BILsin300 解得B=3.75 T,B的范圍是2.34T – 3.75 T,,【練習(xí)題】在傾角為θ的斜面上,放置一段通有電流強(qiáng)度為I,為L,質(zhì)量為m的導(dǎo)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(dǎo)體棒靜止在斜面上,應(yīng)加勻強(qiáng)磁場,磁場應(yīng)強(qiáng)度B最小值是多少? 如果要求導(dǎo)體棒a靜止在斜面上且對斜面無壓力,則所加

17、勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度又如何?,解析:,(1)設(shè)當(dāng)安培力與斜面成α角時B最小,則由平衡條件得：,,mgsinθ＝μFN＋BILcosα, FN=mgcosθ＋BILsinα．,解得,,,∴當(dāng)α＋β=900時,,,（2）當(dāng)FN=0時,則BIL＝mg,∴BIL=mg,由左手定則知B方向水平向左．,【6】安培秤如圖所示，它的一臂下面掛有一個矩形線圈，線圈共有N匝，它的下部懸在均勻磁場B內(nèi)，下邊一段長為L，它與B垂直。當(dāng)線圈的導(dǎo)線中通有電流I時，調(diào)