高二物理磁場(chǎng)復(fù)習(xí) (2)

1、 輔導(dǎo)講義學(xué)員姓名： 年 級(jí)： 高二 輔導(dǎo)科目： 物理課 題磁場(chǎng)鞏固復(fù)習(xí)教學(xué)目的1、能運(yùn)用安培定則、右手螺旋定則和左手定則判斷各物理量的方向；2、掌握計(jì)算安培力的公式和判斷安倍力方向的左手定則。教學(xué)內(nèi)容課前知識(shí)點(diǎn)檢測(cè)：（基本概念）1、試判斷下列通電導(dǎo)線的受力方向I BB 2、試分別判斷下列導(dǎo)線的電流方向或磁場(chǎng)方向或受力方向BIFBF3、如圖表示一個(gè)通電螺線管的縱截面，ABCDE在此縱截面內(nèi)5個(gè)位置上的小磁針是該螺線管通電前的指向，當(dāng)螺線管通入如圖所示的電流時(shí)，5個(gè)小磁針將怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)？SNAB4、如圖，一通電直導(dǎo)線位于蹄形磁鐵、磁極的正上方，當(dāng)通以電流I時(shí)，試判斷導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況。5、如圖所示，A為

2、一水平旋轉(zhuǎn)的橡膠盤(pán)，帶有大量均勻分布的負(fù)電荷，在圓盤(pán)正上方水平放置一通電直導(dǎo)線，電流方向如圖。當(dāng)圓盤(pán)高速繞中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向是（ ） A、豎直向上B、豎直向下C、水平向里D、水平向外6、質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab置于傾角為的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為d，桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。有電流時(shí)，ab恰好能在導(dǎo)軌上靜止，如圖所示，它的四個(gè)側(cè)視圖中標(biāo)出四種可能的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向，其中桿ab又與導(dǎo)軌之間的摩擦力可能為零的圖是（ ）（a）圖（b）圖（c）圖（d）圖 A、B、C、D、7、如圖所示，一重為G1的通電圓環(huán)置于水平桌面，環(huán)中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍◤纳贤驴矗诃h(huán)的正上方用輕繩懸掛一條

3、形磁鐵，磁鐵的中心軸線通過(guò)圓環(huán)中心，磁鐵的上端為N極，下端為S極，磁鐵自身重為G2，則下列關(guān)于圓環(huán)對(duì)桌面壓力F，磁鐵對(duì)輕繩拉力F的大小正確的是（ ） A、FG1，F(xiàn)G2B、FG1，F(xiàn)G2C、FG1，F(xiàn)G2D、FG1，F(xiàn)G28、如圖所示，水平桌面上放一根條形磁鐵，磁鐵正中央上方吊著跟磁鐵垂直的導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通入指向紙內(nèi)的電流時(shí)（ ） A、懸線上的拉力將變大B、懸線上的拉力將變小C、條形磁鐵對(duì)水平桌面的壓力將變大D、條形磁鐵對(duì)水平桌面的壓力將不變知識(shí)點(diǎn)梳理：一、磁場(chǎng)的基本概念1.磁場(chǎng)的產(chǎn)生磁極周圍有磁場(chǎng)。電流周圍有磁場(chǎng)（奧斯特）。安培提出分子電流假說(shuō)（又叫磁性起源假說(shuō)），認(rèn)為磁極的磁場(chǎng)和電流的磁場(chǎng)

4、都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。（但這并不等于說(shuō)所有磁場(chǎng)都是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的，因?yàn)辂溈怂鬼f發(fā)現(xiàn)變化的電場(chǎng)也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。）變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。2.磁場(chǎng)的基本性質(zhì)磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁極和電流有磁場(chǎng)力的作用（對(duì)磁極一定有力的作用；對(duì)電流只是可能有力的作用，當(dāng)電流和磁感線平行時(shí)不受磁場(chǎng)力作用）。這一點(diǎn)應(yīng)該跟電場(chǎng)的基本性質(zhì)相比較。3.磁場(chǎng)力的方向的判定磁極和電流之間的相互作用力（包括磁極與磁極、電流與電流、磁極與電流），都是運(yùn)動(dòng)電荷之間通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的相互作用。因此在分析磁極和電流間的各種相互作用力的方向時(shí)，不要再沿用初中學(xué)過(guò)的“同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引”的結(jié)論（該結(jié)論只有在一個(gè)磁體在另一個(gè)磁體

5、外部時(shí)才正確），而應(yīng)該用更加普遍適用的：“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”，或用左手定則判定。4.磁感線用來(lái)形象地描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向和強(qiáng)弱的曲線。磁感線上每一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，也就是在該點(diǎn)小磁針靜止時(shí)N極的指向。磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。磁感線是封閉曲線（和靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線不同）。要熟記常見(jiàn)的幾種磁場(chǎng)的磁感線： 地球磁場(chǎng) 通電直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng) 通電環(huán)行導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)安培定則（右手螺旋定則）：對(duì)直導(dǎo)線，四指指磁感線方向；對(duì)環(huán)行電流，大拇指指中心軸線上的磁感線方向；對(duì)長(zhǎng)直螺線管大拇指指螺線管內(nèi)部的磁感線方向。5.磁感應(yīng)強(qiáng)度（條件是勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，或L很小，并且LB ）。磁感應(yīng)強(qiáng)度是

6、矢量。單位是特斯拉，符號(hào)為T(mén)，1T=1N/（Am）=1kg/（As2）6.磁通量如果在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，其面積為S，則定義B與S的乘積為穿過(guò)這個(gè)面的磁通量，用表示。是標(biāo)量，但是有方向（進(jìn)該面或出該面）。單位為韋伯，符號(hào)為Wb。1Wb=1Tm2=1Vs=1kgm2/（As2）?？梢哉J(rèn)為穿過(guò)某個(gè)面的磁感線條數(shù)就是磁通量。在勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感線垂直于平面的情況下，B=/S，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫磁通密度。在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)B與S的夾角為時(shí)，有=BSsin。二、安培力 （磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力）1.安培力方向的判定用左手定則。用“同性相斥，異性相吸”（只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線

7、管外部時(shí)）。用“同向電流相吸，反向電流相斥”（反映了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)）?？梢园褩l形磁鐵等效為長(zhǎng)直螺線管（不要把長(zhǎng)直螺線管等效為條形磁鐵）。2.安培力大小的計(jì)算F=BLIsin（為B、L間的夾角）高中只要求會(huì)計(jì)算=0（不受安培力）和=90兩種情況。典型例題分析：【例1】（2000年上海高考試題）如圖所示，兩根平行放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線a和b載有大小相同、方向相反的電流，a受到的磁場(chǎng)力大小為F1，當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，a受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)镕2，則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)?（ ）A.F2B.F1F2C.F1F2D.2F1F2 【例2】一條形磁鐵靜止在斜面上，固定在磁鐵中心的豎直上方的水平

8、導(dǎo)線中通有垂直紙面向里的恒定電流，如圖所示.若將磁鐵的N極位置與S極位置對(duì)調(diào)后，仍放在斜面上原來(lái)的位置，則磁鐵對(duì)斜面的壓力F和摩擦力f的變化情況分別是 ( ) (A)F增大，f減小(B)F減小，f增大(C)F與f都增大(D)F與f都減小 【例3】 如圖所示，光滑導(dǎo)軌與水平面成角，導(dǎo)軌寬L。勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。金屬桿長(zhǎng)也為L(zhǎng) ，質(zhì)量為m，水平放在導(dǎo)軌上。當(dāng)回路總電流為I1時(shí)，金屬桿正好能靜止。求：B至少多大？這時(shí)B的方向如何？若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上，應(yīng)把回路總電流I2調(diào)到多大才能使金屬桿保持靜止？ 【例4】如圖所示是一個(gè)可以用來(lái)測(cè)量磁感應(yīng)強(qiáng)度的裝置：一長(zhǎng)方體絕緣容器內(nèi)部高

9、為L(zhǎng)，厚為d，左右兩管等高處裝有兩根完全相同的開(kāi)口向上的管子a、b，上、下兩側(cè)裝有電極C（正極）和D（負(fù)極）并經(jīng)開(kāi)關(guān)S與電源連接，容器中注滿能導(dǎo)電的液體，液體的密度為；將容器置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，豎直管子a、b中的液面高度相同，開(kāi)關(guān)S閉合后，a、b管中液面將出現(xiàn)高度差。若當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后，a、b管中液面將出現(xiàn)高度差為h，電路中電流表的讀數(shù)為I，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。AabACDS【例5】安培秤如圖所示，它的一臂下面掛有一個(gè)矩形線圈，線圈共有N匝，它的下部懸在均勻磁場(chǎng)B內(nèi)，下邊一段長(zhǎng)為L(zhǎng)，它與B垂直。當(dāng)線圈的導(dǎo)線中通有電流I時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡；然后使電流反向

10、，這時(shí)需要在一臂上加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再達(dá)到平衡。求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。OMNabR【例6】如圖所示，半徑為R、單位長(zhǎng)度電阻為的均勻?qū)w環(huán)固定在水平面上，圓環(huán)中心為O，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于水平面方向向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。平行于直徑MON的導(dǎo)體桿，沿垂直于桿的方向向右運(yùn)動(dòng)。桿的電阻可以忽略不計(jì)，桿與圓環(huán)接觸良好。某時(shí)刻，桿的位置如圖，aOb=2，速度為v，求此時(shí)刻作用在桿上的安培力的大小。鞏固練習(xí)：1、一束帶電粒子沿水平方向飛過(guò)小磁針上方，如圖所示若帶電粒子飛過(guò)小磁針上方向的瞬間，小磁針N極向紙面內(nèi)偏轉(zhuǎn)，這帶電粒子可能是 （ ）A向右飛行的正離子束B(niǎo)向左飛行的正離子束C向右飛行的負(fù)離子束D向左

11、飛行的負(fù)離子束 2、把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來(lái)，使它的下端剛好跟杯里的水銀面接觸，并使它組成如圖1所示的電路，當(dāng)電鍵S接通后，將看到的現(xiàn)象是 （ ）A彈簧向上收縮 B彈簧被拉長(zhǎng)C彈簧上下跳動(dòng) D彈簧仍靜止不動(dòng)3、在同一平面有四根彼此絕緣的通電直導(dǎo)線，如圖所示，四導(dǎo)線中電流Il=I3I2I4，要使O點(diǎn)磁場(chǎng)增強(qiáng)，則應(yīng)切斷哪一根導(dǎo)線中的電流？ （ ）A切斷I1 B切斷I2C切斷I3 D切斷I44、如圖1所示，在光滑水平桌面上，有兩根彎成直角的相同金屬棒，它們一端均可繞固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端b相互接觸，組成一個(gè)正方形線框，正方形每邊長(zhǎng)度均為l，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直桌面向下當(dāng)線框中通以圖示方

12、向的電流I時(shí)，兩金屬棒在b點(diǎn)的相互作用力為f，則此時(shí)磁感強(qiáng)度的大小為_(kāi)（不計(jì)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)）5、如圖1所示，把輕質(zhì)線圈用細(xì)線掛在一個(gè)固定的磁鐵的N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直于線圈的平面當(dāng)線圈內(nèi)通電時(shí)，下列結(jié)論中正確的是 （ ）A電流方向如圖中所示時(shí)，線圈將向左偏移B電流方向如圖中所示時(shí)，線圈將向右偏移C電流方向與圖中相反時(shí)，線圈將向左偏移D電流方向與圖中相反時(shí)，線圈將向右偏移6、如圖1所示，在蹄形磁鐵上水平放置一根直導(dǎo)線ab，當(dāng)通以從a流向b的電流時(shí)直導(dǎo)線將 （ ）A在水平面內(nèi)順時(shí)針向轉(zhuǎn)動(dòng)B在水平面內(nèi)逆時(shí)針向轉(zhuǎn)動(dòng)C在水平面內(nèi)順時(shí)針向轉(zhuǎn)動(dòng)并向下運(yùn)動(dòng)D在水平面內(nèi)逆時(shí)針向轉(zhuǎn)動(dòng)并向下運(yùn)動(dòng)

13、7、在傾角=30的斜面上，固定一金屬框，寬l=0.25m，接入電動(dòng)勢(shì)=12V、內(nèi)阻不計(jì)的電池垂直框面放有一根質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒ab，它與框架的摩擦因數(shù)u=。整個(gè)裝置放在磁感強(qiáng)度B=0.8T，垂直框面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（圖1）當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值在什么范圍內(nèi)時(shí)，可使金屬棒靜止在框架上？（框架與棒的電阻不計(jì)，g=10ms2） 8、一個(gè)單匝矩形線圈abcd，邊長(zhǎng)ab=30cm，bc=20cm，如圖所示放在oxyz直角坐標(biāo)內(nèi)，線圈平面垂直oxy平面，與ox軸，oy軸的夾角分別為=30，=60勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=10-2T試計(jì)算當(dāng)磁場(chǎng)方向分別沿ox、oy、oz方向時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量各為多少

14、？9、關(guān)于磁感強(qiáng)度的下列說(shuō)法中，正確的是 （ ）A放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線，電流越大，受到的磁場(chǎng)力也越大，表示該處的磁感強(qiáng)度越大B磁感線的指向就是磁感強(qiáng)度的方向C垂直磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感強(qiáng)度方向D磁感強(qiáng)度的大小、方向與放入磁場(chǎng)的通電導(dǎo)線的電流大小、導(dǎo)線長(zhǎng)度、導(dǎo)線取向等均無(wú)關(guān)10、由磁感強(qiáng)度定義式知，磁場(chǎng)中某處的磁感強(qiáng)度的大小 （ ）A隨通電導(dǎo)線中電流I的減小而增大B隨通電導(dǎo)線長(zhǎng)度l的減小而增大C隨著I1乘積的減小而增大D隨通電導(dǎo)線受力F的增大而增大E跟F、Il的變化無(wú)關(guān) 課堂檢測(cè)：1如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示方向的電

15、流時(shí)（ ）（A）磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向左的摩擦力（B）磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向右的摩擦力（C）磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力（D）磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向右的摩擦力 2如圖所示的電流天平可用來(lái)測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度B。天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈，寬ab為l，共N匝，線圈的下部懸在待測(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面。當(dāng)線圈中通有圖示方向電流I時(shí)，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m1、m2的砝碼，天平平衡。當(dāng)電流反向（大小不變）時(shí)，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡。由此可知（ ）（A）磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里，大小為（m1m2）g/Nl（B）磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面

16、向里，大小為mg2NIll（C）磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外，大小為（m1m2）g/NIll（D）磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外，大小為mg/2NIll 3如圖所示，在傾角為30的光滑斜面上垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向下，當(dāng)導(dǎo)體棒內(nèi)通有垂直紙面向里的電流I時(shí)，導(dǎo)體棒恰好靜止在斜面上，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B 。 4.如圖所示，在傾角為30的光滑斜面上垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的通電直導(dǎo)體棒，棒內(nèi)電流大小為I，方向垂直紙面向外.以水平向右為x軸正方向，豎直向上為y軸正方向建立直角坐標(biāo)系.（1）若加一方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使導(dǎo)體棒在斜面上保持靜止，求磁

17、場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？（2）若加一方向垂直水平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)使導(dǎo)體棒在斜面上靜止，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大. 5.在原子反應(yīng)堆中抽動(dòng)液態(tài)金屬時(shí)，由于不允許轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械部分和液態(tài)金屬接觸，常使用一種電磁泵.如圖13413所示是這種電磁泵的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中A是導(dǎo)管的一段，垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置，導(dǎo)管內(nèi)充滿液態(tài)金屬.當(dāng)電流I垂直于導(dǎo)管和磁場(chǎng)方向穿過(guò)液態(tài)金屬時(shí)，液態(tài)金屬即被驅(qū)動(dòng)，并保持勻速運(yùn)動(dòng).若導(dǎo)管內(nèi)截面寬為a，高為b，磁場(chǎng)區(qū)域中的液體通過(guò)的電流為I，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.求：（1）電流I的方向；（2）驅(qū)動(dòng)力對(duì)液體造成的壓強(qiáng)差. 課后作業(yè)：1、關(guān)于通電直導(dǎo)線所受的安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I三者方向之間的關(guān)系，下

18、列說(shuō)法中正確的是（ ）A、F、B、I的三者必定均相互垂直B、F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于IC、B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于ID、I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B2、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)，則通電線圈運(yùn)動(dòng)的情況是（ ）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)向紙里，cd邊轉(zhuǎn)向紙外，同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)C、ab邊轉(zhuǎn)向紙外，cd邊轉(zhuǎn)向紙里，同時(shí)向上運(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)3、如圖所示，均勻繞制的螺線管水平放置，在其正中心的上方附近用絕緣繩水平吊起通電直導(dǎo)線A

19、，A與螺線管垂直，A導(dǎo)線中的電流方向垂直紙面向里，開(kāi)關(guān)S閉合，A受到通電螺線管磁場(chǎng)的作用力的方向是（ ）A、水平向左 B、水平向右 C、豎直向下 D、豎直向上4、如圖所示，一根通有電流I的直銅棒MN，用導(dǎo)線掛在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，此時(shí)兩根懸線處于緊張狀態(tài)，下列哪些措施可使懸線中張力為零（ ）A、適當(dāng)增大電流 B、使電流反向并適當(dāng)減小C、保持電流I不變，適當(dāng)增大B D、使電流I反向，適當(dāng)減小5、一根均勻粗導(dǎo)線的兩端用柔軟導(dǎo)線拉入電路，用用兩根彈簧測(cè)力計(jì)懸掛起來(lái)，使導(dǎo)線MN保持水平，如圖所示，在導(dǎo)線MN處加水平向里的磁場(chǎng)，并通以自M向N的電流，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F，若要使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)增大，可以采用的做法是（ ）A、只減小電流 B、只增加電流C、只改變電流方向 D、只改變磁場(chǎng)方向 6、在赤道上空，水平放置一根通以由西向東的電流的直導(dǎo)線，則此導(dǎo)線（ ）A、受到豎直向上的安培力 B、受到豎直向下的安培力C、受到由南向北的安培力 D、受到由西向東的安培力 7、如圖所示，通有電流的導(dǎo)體A可以自由運(yùn)動(dòng)，判斷導(dǎo)線A受安培力的情況及在安培力作用下導(dǎo)線將如何運(yùn)動(dòng)。8、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一段5的導(dǎo)線和磁場(chǎng)垂直，當(dāng)導(dǎo)線通過(guò)的電流是1A時(shí)，受磁場(chǎng)人作用力是0.1N，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B= T；現(xiàn)將導(dǎo)線長(zhǎng)度增大為