磁場磁場對電流的作用

1、磁場 知識網(wǎng)絡(luò) 1_ 永磁體磁場 磁場的 產(chǎn)生 電流磁場 磁通量 磁場的 性質(zhì) 直線電流磁場 通電螺線管磁場 磁感強(qiáng)度 磁通密度 B=/S 單位：韋伯/米 2 （特） 帶電粒子在電磁 復(fù)合場中的運(yùn)動 定義 B=F/IL 單位:特（牛/安米）或韋伯/米 2 矢量性：B的方向即磁場方向， 方向關(guān)系由左手定則確定。 B、F、L 的 + 磁感線 意義：磁感線的疏密表示磁場強(qiáng)弱; 磁感線的方向表示磁場方向。 帶電粒子在磁場中的 運(yùn)動，只受洛侖力，且 V丄B時有： 2 v Bqv=m R 3內(nèi)部資料，請勿外傳 安培力 洛侖茲力 大?。篎=BIL 大?。篺=BqV 方向：左手定則 方向：左手定則 第1講 磁

2、場 磁場對電流的作用 R=mv,T4 Bq Bq 一、考情直播 1.考綱解讀 考綱內(nèi)容 能力要求 考向定位 1 .磁場、磁感應(yīng)強(qiáng) 度、磁感線 2 .通電直導(dǎo)線和通 電線圈周圍磁場的 方向 3 .安培力、安培力 的方向 4 .勻強(qiáng)磁場中的安 培力 1. 理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義 2. 理解磁感線的概念、基本性 質(zhì)以應(yīng)用。 3. 熟練掌握安培定則以及通電 直導(dǎo)線和通電線圈周圍磁場的 方向的判斷。 4. 理解安培力并能運(yùn)用左手定 則判斷安培力的方向。 考綱對磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線，通電直導(dǎo) 線和通電線圈周圍磁場的方向，安培力、安培力的 方向均只作I級要求.對勻強(qiáng)磁場中的安培力則作 了n級要求，故必須熟

3、練掌握勻強(qiáng)磁場中安培力受 力的分析、方向的判斷及大小的計算.相比而言， 新課標(biāo)考綱刪除了磁性材料，分子電流假說， 磁電式電表的原理.增加了通電直導(dǎo)線和通電線 圈周圍磁場的方向.對新增考點(diǎn)要引起注意. 2.考點(diǎn)整合 考點(diǎn)一磁場描述磁場的物理量 1、磁場 （1）磁場的產(chǎn)生 磁場是 、或客觀存在的一種客觀物質(zhì)，磁場的來源主要有：磁極周圍有 磁場。電流周圍有磁場（奧斯特）。變化的電場在周圍空間產(chǎn)生磁場（麥克斯韋）。 和有磁場力的作用（對磁極一定有力的作用；對電流只是可能有力的 _時不受磁場力作用）。這一點(diǎn)應(yīng)該跟電場的基本性質(zhì)相比較。 （2 ）磁場的基本性質(zhì) 磁場對放入其中的 作用，當(dāng)電流和磁感線 （3

4、）磁場的方向 .極所指的方向就是該點(diǎn)的磁 對于磁場中某一點(diǎn)的方向是這樣規(guī)定的：小磁針在磁場中靜止時 場方向，或者說是小磁針在磁場中靜止時 極的受力方向. （4）磁極間的相互作用規(guī)律 同性相，異性相 ”（只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線管外部）。 特別注意 對于通電螺旋管來說通電后相當(dāng)于一條形磁鐵，因此在分析條形磁鐵的磁場性質(zhì)時完全可以按條 形磁鐵的性質(zhì)去分析，對于磁極間的相互作用規(guī)律在應(yīng)用時，一定先要弄清楚是磁鐵的內(nèi)部還是磁鐵 的外部，因?yàn)樵诖盆F的內(nèi)部它們的作用規(guī)律恰好與外部的作用規(guī)律相反。另外在用下磁針來確定磁場 中某一點(diǎn)的磁場方向時，一定要注意小磁針?biāo)幍臓顟B(tài)是靜止后 N極所指的方向。 【例

5、11 （ 07湛江二模）如圖11-1-1所示，一束帶電粒子沿著水平方向平行地飛過小磁針的正上方時, 磁針的S極向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)，這一束帶電粒子可能是（） 向右飛行的負(fù)離子向左飛行的負(fù)離子 向右飛行的正離子向左飛行的正離子 A .B .C . 左右 rrFfTTTTTTTTTTTJV D .陽1 而負(fù)電荷定向移動的方向與電 N 【例21 一小磁針靜止在通電螺線管內(nèi)部，螺線管通過如圖 是（ ） A .螺線管左端是 B .螺線管左端是 C .螺線管左端是 D .螺線管左端是 11-1-2所示的電流，則下列說法中正確的 N極，小磁針左端也是 N極 S極，小磁針左端也是 S極 N極，小磁針左端是 S極 S極，

6、小磁針左端是 N極 S 11-L-e 規(guī)律總結(jié)電流的方向是規(guī)定正電荷定向移動的方向?yàn)殡娏鞯姆较颍?流的方向相反；對該知識點(diǎn)最容易出錯的地方是磁場方向的確定：一定要強(qiáng)調(diào)小磁針在磁場中靜止時 極所指的方向. 定先要弄清楚是磁鐵的內(nèi)部還是磁鐵的外部, 規(guī)律總結(jié)對于磁極間的相互作用規(guī)律在應(yīng)用時， 能對規(guī)律生搬硬套，否則會導(dǎo)致錯誤。 考點(diǎn)二、描述磁場的物理量 1、磁感線 方向與該點(diǎn) （1）所謂磁感線，是在磁場中畫出的一些有方向的曲線，使這些曲線上每一點(diǎn)的 的方向相同的曲線。 （2）磁感線的基本特性：磁感線的疏密表示磁場的 。磁感線在空中不 、不中斷、 是的曲線；在磁體 部，從N極出發(fā)到指向S極；在磁體

7、部，由S極指向N極。磁感 線是為了形象描述磁場而假想的物理模型，在磁場中并不 存在，不可認(rèn)為有磁感線的地方才有磁場， 沒有磁感線的地方?jīng)]有磁場。 （3）.安培定則： 表示電流和電流激發(fā)磁場的磁感線方向間關(guān)系的定則，也叫右手螺旋定則。 通電直導(dǎo)線中的安培定則：用 手握住通電直導(dǎo)線，讓大拇指指向 的方向，那么四指 的指向就是 的環(huán)繞方向 一手握住通電螺線管，使四指彎曲與 極 方向一致，那 通電螺線管中的安培定則：用 么大拇指所指的那一端是通電螺線管的 (4).典型磁場的磁感線分布: 條那磁鐵 亠I -十 廠、 h 1;.-.”：-”斗 * 1 安培定則 環(huán)疔電流詼場 S (4 )、電場線與磁感線的

8、異同點(diǎn) 電場線 磁感線 異 不封閉曲線；起于正電荷， 終于負(fù)電荷. 圭寸閉曲線；磁體外 NHS，磁體內(nèi)SN . 同 1、假想曲線； 2、不相交曲線 3、線的疏密表示場的強(qiáng)弱 4、線上某點(diǎn)的切線方向?yàn)閳龅姆较?特別提醒 N極指想S極，很 磁感線是閉合的曲線，要值得提醒的是在磁鐵的內(nèi)部磁感線是從磁鐵的 多考生對這一點(diǎn)很容易出錯，往往會受到磁鐵外部磁感線分布情況的影響。 【例31關(guān)于磁感線的概念和性質(zhì)，下列說法中正確的是( A 磁場中任意兩條磁感線可能相交 B .磁感線上各點(diǎn)的切線方向就是各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)的方向 C 鐵屑在磁場中分布所形成的曲線就是磁感線 D 磁感線總是從磁體 N極出發(fā)指向磁體的 S極

9、 還要注意記住它的特殊情況，不要亂套原理或 規(guī)律總結(jié)對于一些基本規(guī)律除了要理解它的實(shí)質(zhì)外， 公式。 IL 2、磁感應(yīng)強(qiáng)度 定義：在磁場中 于磁場方向的通電導(dǎo)線， 所受的力(安培力)F跟電流I和導(dǎo)線長度L的 的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度，用符號B表示. 定義式： 極受力方向相同. 方向：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與該處 方向，與小磁針靜止時 單位：在國際單位制中是 ，簡稱，符號, ( 1T=N/Am) 物理意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度 B是表示磁場的物理量. 、對B的定義式的理解： 比值F/IL是磁場中各點(diǎn)的位置函數(shù)，換句話說，在非勻強(qiáng)磁場中比值F/IL是因點(diǎn)而異的，也就是在 磁場中某一確定位置處，無論怎樣改變 I和L ,

10、F都與IL的乘積大小成比例地變化，比值F/IL跟IL的乘 積大小無關(guān).因此，比值F/IL的大小反映了各不同位置處磁場的強(qiáng)弱程度。 所以說磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場本身的一種屬性，也就是說磁場某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度取決于磁體本身，與外 界因素?zé)o關(guān). 特別提示 磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場本身的一種屬性，某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小完全由磁場本身來決定，而與外界 因素?zé)o關(guān)，因此不能根據(jù)公式B=F/IL錯誤得說B與F成正比，與IL的乘積成反比。內(nèi)部資料，請勿外傳 【例4】關(guān)于磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確地是（） A .由B=F/IL可知，B與F成正比，與IL的乘積成反比 B . B的大小與IL的乘積無關(guān)，由磁場本身決定 C.

11、長通電螺線管周圍的磁場是勻強(qiáng)磁場 D . B的方向與通電導(dǎo)線的受力方向相同 規(guī)律總結(jié)公式B=F/IL是磁場強(qiáng)度的定義式，而磁感強(qiáng)度是由磁場本身決定的，它與外界因素?zé)o關(guān), N極所指的方向相同. 還有對 也就是磁感強(qiáng)度是磁場的屬性，這個性質(zhì)與電場強(qiáng)度是電場本身的屬性相同；另外磁場強(qiáng)度方向就是該點(diǎn) 磁場強(qiáng)度的方向，這個方向恰好與磁感線上該點(diǎn)的切線方向和小磁針靜止時 于每個物理量的定義式是不能談比的。 考點(diǎn)三安培力、左手定則 1.安培力 的作用力稱為安培力，公式：F= （1）定義：磁場對 .通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時， 通電導(dǎo)線與磁場方向平行時，即 Fmin=N ； 0 90 時， K X K X瓷K貝

12、 L -L 札X崙 即=90,此時安培力有最 值; =0。，此時安培力有最值， 安培力F介于0和最大值之間。 L為導(dǎo)線的 長度，即導(dǎo)線兩端點(diǎn)所連直線的長度， 相應(yīng)的電流方向沿 L由始端流向末端；如圖11-1-3所示，幾種有效長度; （3）根據(jù)力的相互作用原理，如果是磁體對通電導(dǎo)體有力的作用，則通電導(dǎo)體對磁體有 2 .安培力方向的判斷 ，并且與手掌在同一個平面上，把手放 _的方向，那么大拇指所指的方向就是 方向，又垂直于 的方 、左手定則：伸開左手，使大拇指與其余四個手指 _ 入磁場中，讓磁感線 穿過掌心，并且使四個手指指向 通電導(dǎo)體在磁場中所受的方向.安培力方向既垂直于 向. 同性相，異性相”

13、（只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線管外部時）。 同向電流相 ，反向電流相 ”（反映了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)）?？梢园褩l形磁鐵等效為 （不要把長直螺線管等效為條形磁鐵）。 、用 、用 長直螺線管 3.右手螺旋定則（安培定則）與左手定則的比較 右手螺旋定則 左手定則 作用 判斷電流的磁場方向 判斷電流在磁場中的 受力方向 內(nèi) 具體情況 直線電流 環(huán)型電流或通電螺旋 管 電流在磁場中 容 具體操作 大拇指指向電流的 方向 四個手指彎曲的方向 指向電流的環(huán)繞方向 磁感線垂直穿過掌心， 四指指向電流的方向 結(jié)果 四個手指彎曲的方 向表示磁場線的方向 大拇指指向軸線上的 磁感線方向 大拇指指向電流所受 到的安培力的

14、方向 特別提醒 在用公式BIL計算安培力時一定要明確該公式的適用條件，它是在I垂直于B的條件下才可使用，式中 的L為有效長度。當(dāng)電流同時受到幾個安培力時，則電流所受的安培力為這幾個安培力的矢量和。 r為距通電導(dǎo)線的距離的垂直距離, 例5如圖11-1-4所示，二根通電直導(dǎo)線 P、Q、R互相平行，通過正二角形的二個 頂點(diǎn)，三條導(dǎo)線通入大小相等，方向垂直紙面向里的電流；通電直導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的 磁感應(yīng)強(qiáng)度B=KI/r , I為通電導(dǎo)線的電流強(qiáng)度， K為常數(shù)；則R受到的磁場力的方向是（） B .垂直R,指向y軸正方向 D .垂直R,指向x軸負(fù)方向 必須記清楚，只有在分析受力時才使用左手，其它情況 A .垂

15、直R,指向y軸負(fù)方向 C .垂直R,指向x軸正方向 規(guī)律總結(jié)最容易混淆的是左、右手的使用. （判斷磁場方向、感應(yīng)電流方向）均使用右手。 考點(diǎn)四、安培力作用下的平衡問題 特別提醒 當(dāng)通電導(dǎo)體在磁場所受到安培力、重力等外力的合力為零時，它將處于平衡狀態(tài)，實(shí)質(zhì)上通電導(dǎo)體 在磁場中的平衡問題的實(shí)質(zhì)是就是力學(xué)的中的平衡問題，因此在分析通電導(dǎo)體在磁場中的平衡問題時其 思路與方法與分析力學(xué)中的平衡問題是一樣的.因此，力的平行四邊形法則、共點(diǎn)力的平衡條件以及力 【例6】如圖11-1-6所示，在傾角為 質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒.在導(dǎo)體棒中的電流 在斜面上，下列外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 A. B mgJ，方向垂直斜面向

16、下 IL 的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為 I垂直紙面向里時，欲使導(dǎo)體棒靜止 B的大小和方向正確的是（） B. B mgJ，方向垂直斜面向上 IL 廠嚴(yán)工，嚴(yán) # 產(chǎn) F 611-1-6 9內(nèi)部資料，請勿外傳 C. B mg CO，方向垂直斜面向下 D . B mg-CO，方向垂直斜面向上 ILIL 規(guī)律總結(jié)在分析通電導(dǎo)體在磁場中的受力平衡問題，一定要注意力學(xué)規(guī)律的綜合應(yīng)用，如力的平行 四邊形法則、力的三角形法則和力的正交分解罰，因?yàn)榘才嗔ψ饔孟碌钠胶鈫栴}實(shí)質(zhì)上就是一個力學(xué)問題, 只不過多了一個安培力而已. 考點(diǎn)五、安培力作用下物體運(yùn)動方向的判斷 安培力作用下通電導(dǎo)體運(yùn)動方向的判斷常用方法有

17、： 1.等效法：適用于環(huán)形電流和通電螺線管與磁體或電流之間的安培力及運(yùn)動方向的判斷.因環(huán)形電 流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵，同樣條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管，從而轉(zhuǎn)化為磁 體與磁體之間或電流與電流之間的作用，進(jìn)而判斷其運(yùn)動方向. 2 .特殊位置法：適用于磁感線為曲線型的非勻強(qiáng)磁場中導(dǎo)體安培力方向及運(yùn)動方向的判斷.具體方法 為：把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個便于分析的特殊位置（如轉(zhuǎn)過90 ,再根據(jù)左手定則判斷安培力方向，從而 確定運(yùn)動方向. 特別提醒：在分析 直線電流之間的安培力及運(yùn)動方向時可采用以下結(jié)論：（1）當(dāng)兩電流相互平行且 無轉(zhuǎn)動趨勢時，則同向電流相互吸引，反向電流相互排斥，（2）

18、當(dāng)兩電流不平行時，則有轉(zhuǎn)動到相互平 行且使電流方向相同的趨勢. 例7.如圖11-2-7所示，把輕質(zhì)線圈用細(xì)線掛在磁鐵 N極附近，磁鐵的 軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈的平面，當(dāng)線圈內(nèi)通過圖示的方向的 電流時，線圈將怎樣運(yùn)動？ I時，導(dǎo)線的運(yùn)動情況是 例（2）導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動一段時間后， 最終將靜止.設(shè) 靜止時彈簧的彈性勢能為 Ep,則從初始時刻到最終導(dǎo)體棒靜止的過程中，電阻R上產(chǎn)生 的焦耳熱Q為多少？ 三、搶分頻道 提升訓(xùn)練 1.如圖11-1-11所示，小磁針可以自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)電子由A不斷運(yùn)動到B的過程中 小磁針將（） A .不動 C .向上運(yùn)動 B . N極向紙里，S極向紙外旋轉(zhuǎn) D . N極向

19、紙外，S極向紙里旋轉(zhuǎn) 2.圖11-1-12是一種利用電磁原理制作的一種充氣泵的示意圖，其工作原理類似打點(diǎn)計時器，當(dāng)電流 從電磁鐵的a接線柱流入，吸引小磁鐵向下運(yùn)動時， A .電磁鐵的上端為 B .電磁鐵的上端為 C .電磁鐵的上端為 D .電磁鐵的上端為 N極，小磁鐵的下端為 S極，小磁鐵的下端為 N極，小磁鐵的下端為 S極，小磁鐵的下端為 下列選項中正確的是（ N極 S極 S極 N極 ) 特糕z Hbi Si 1-1-12 3、把電流強(qiáng)度均為 I，長度均為L的兩小段通電直導(dǎo)線分別置于磁場中的1、2兩點(diǎn)處時，所受磁場 力的大小分別為 F1和F2,已知1、2兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小Bk B2，則（） A . B1=F1/ILB . B2= F2/ILC . Fk F2D .以上都不對 a 4 .在同一平面上有 a、b、c三根等間距平行放置的長直導(dǎo)線，依次通有電流強(qiáng) 度為1A、2A、3A的電流，各電流的方向如圖11-1-13所示，則導(dǎo)線b所受的 合力（） A .合力為零 B .方向向右 C.方向向左 D .不能確定 圖11-1-13 5.如圖11-1-14所示，在磁場中的同一位置，先后放入長度相等的兩根直導(dǎo)線 方向均與磁場方向垂直，但兩根導(dǎo)線中的電流大小不同，下列圖像中表示出導(dǎo)線所受的磁場力 線電流強(qiáng)度I的關(guān)系.a、b各自有一組F、丨的數(shù)據(jù)，在圖像