高考物理二輪專題突破 磁場(chǎng)對(duì)電流作用課件 魯科版 .ppt

1 安培力的方向 1 左手定則 伸開左手 使拇指與其余四個(gè)手指垂直 并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi) 使磁感線從掌心進(jìn)入 并使四指指向的方向 這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的方向 2 安培力的特點(diǎn) f b f i 即f垂直于和所決定的平面 技巧提示 b和i可以有任意夾角 電流 安培力 磁場(chǎng) 方向 電流方向 2 安培力的大小 1 當(dāng)導(dǎo)線與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向時(shí) 安培力最大 為f 2 當(dāng)導(dǎo)線與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向時(shí) 安培力最小 為f 3 當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向斜交時(shí) 安培力介于和之間 3 磁電式電流表 1 基本組成部分 磁鐵和放在磁鐵兩極之間的 垂直 bil 平行 0 bil 0 線圈 2 工作原理如圖所示 磁場(chǎng)的方向總沿著均勻輻射地分布 在距軸線等距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小總是的 保證b的大小不發(fā)生變化 且安培力的方向與線圈垂直 半徑 相等 當(dāng)電流通過線圈時(shí) 導(dǎo)線受到安培力的作用 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 螺旋彈簧的形變也就 i與指針偏角 成正比 表盤刻度 均勻 不均勻 所以 從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過電流的大小 3 優(yōu) 缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)是 能測(cè)出很弱的電流 缺點(diǎn)是線圈的導(dǎo)線很細(xì) 允許通過的電流 越大 越大 均勻 靈敏度高 很弱 考點(diǎn)一判定安培力作用下通電導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的幾種常用方法要判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向 首先必須清楚導(dǎo)體所在位置的磁場(chǎng)分布情況 然后才能結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況 進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向 現(xiàn)對(duì)幾種常用的方法列表比較如下 技巧提示 1 安培力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直 而不是相同或相反 這跟電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向之間的關(guān)系是不同的 2 在應(yīng)用左手定則時(shí) 磁感線不一定垂直穿過手心 但四指一定指向電流方向 拇指一定要垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向確定的平面 案例1 2009 海南高考 一根容易形變的彈性導(dǎo)線 兩端固定 導(dǎo)線中通有電流 方向如圖中箭頭所示 當(dāng)沒有磁場(chǎng)時(shí) 導(dǎo)線呈直線狀態(tài) 當(dāng)分別加上方向豎直向上 水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí) 描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個(gè)圖示中正確的是 解析 勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向上和導(dǎo)線平行 導(dǎo)線受到安培力為0 a錯(cuò) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)水平向右 根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線受到安培力向里 b錯(cuò) 勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向外 由左手定則可知導(dǎo)線受到安培力水平向右 c錯(cuò) d對(duì) 答案 d 即時(shí)鞏固1 如圖所示 在蹄形磁鐵的上方放置一個(gè)可以自由運(yùn)動(dòng)的通電線圈abcd 最初線圈平面與蹄形磁鐵處于同一豎直面內(nèi) 則通電線圈的運(yùn)動(dòng)情況是 a ab邊轉(zhuǎn)向紙外 cd邊轉(zhuǎn)向紙里 同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)b ab邊轉(zhuǎn)向紙外 cd邊轉(zhuǎn)向紙里 同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)c ab邊轉(zhuǎn)向紙里 cd邊轉(zhuǎn)向紙外 同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)d ab邊轉(zhuǎn)向紙里 cd邊轉(zhuǎn)向紙外 同時(shí)向上運(yùn)動(dòng) 解析 先畫出蹄形磁鐵磁極附近的磁感線 如圖所示 這是先決條件 ab邊處在水平方向的磁場(chǎng)分量 根據(jù)左手定則 ab邊受的安培力指向紙里 cd邊也處于水平方向的磁場(chǎng)分量 cd邊受的安培力指向紙外 bc邊和da邊所受的合力為零 整個(gè)線圈發(fā)生ab向里 cd向外的轉(zhuǎn)動(dòng) 當(dāng)線圈由圖示位置到轉(zhuǎn)過90 的過程中 根據(jù)左手定則 da邊受到的安培力向下 bc邊受到的安培力向上 由于da處磁場(chǎng)較強(qiáng) da邊受到向下的安培力大于bc邊受到的向上的安培力 合力向下 綜合以上分析 選項(xiàng)c正確 答案 c 考點(diǎn)二安培力問題 由于安培力的方向總是垂直于電流方向和磁場(chǎng)方向決定的平面 即f一定垂直于b和i 但b和i不一定互相垂直 因此 有關(guān)安培力的問題往往涉及三維空間的問題 方法 解題時(shí)要善于從合適的方位把立體圖改畫為平面圖 然后通過對(duì)通電導(dǎo)體進(jìn)行受力和運(yùn)動(dòng)情況分析變難為易 迅速解題 技巧提示 有關(guān)安培力的綜合問題一般有兩類 平衡問題和加速運(yùn)動(dòng)問題 1 平衡問題 解決該類問題首先進(jìn)行受力分析 作出受力示意圖 然后依據(jù)物體的平衡條件求解 2 加速運(yùn)動(dòng)問題 解決該類問題也要先進(jìn)行受力分析 畫受力分析圖 然后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)情況的分析 根據(jù)牛頓第二定律求解 案例2 2011屆 安慶質(zhì)檢 水平面上有電阻不計(jì)的u形導(dǎo)軌nmpq 它們之間的寬度為l m和p之間接入電動(dòng)勢(shì)為e的電源 不計(jì)內(nèi)阻 現(xiàn)垂直于導(dǎo)軌放一根質(zhì)量為m 電阻為r的金屬棒ab 并加一個(gè)范圍較大的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b 方向與水平面夾角為 且指向右斜上方 如圖所示 問 1 當(dāng)ab棒靜止時(shí) 受到的支持力和摩擦力各為多少 2 若b的大小和方向均能改變 則要使ab棒所受支持力為零 b的大小至少為多少 此時(shí)b的方向如何 技巧點(diǎn)撥 該題為安培力與力學(xué) 電路相聯(lián)系的綜合問題 求解時(shí)要注意 要正確地對(duì)通電導(dǎo)體進(jìn)行受力分析 特別是安培力的方向 牢記安培力的方向既和b垂直又和i垂直 由于b i l的方向關(guān)系涉及三維的立體空間 為便于分析 要善于選擇合理的角度 將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖 俯視圖 剖視圖 側(cè)視圖等 即時(shí)鞏固2 如圖所示 通電導(dǎo)體棒ab質(zhì)量為m 長(zhǎng)為l 水平地放置在傾角為 的光滑斜面上 通以圖示方向的電流 電流強(qiáng)度為i 要求使導(dǎo)體棒ab靜止在斜面上 求 1 若磁場(chǎng)方向豎直向上 則磁