还剩4页未读,继续阅读
文本内容:
2019-2020年高考物理《磁场的描述磁场对电流的作用》专题复习名师精品导学案第1课时 磁场的描述 磁场对电流的作用考纲解读
1.知道磁感应强度的概念及定义式,并能理解与应用.
2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.
3.会用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题.考点一 磁感应强度和电场强度的比较1.磁场1基本特性磁场对处于其中的_____、_____和_____有力的作用.2方向小磁针的N极所受_____的方向,或自由小磁针静止时___极的指向.2.磁感应强度1定义式B=通电导线_____于磁场.2方向小磁针静止时_____的指向.3磁感应强度是反映磁场性质的物理量,由_____决定,是用_____法定义的.3.磁感应强度B与电场强度E的比较对应名称比较项目磁感应强度B电场强度E物理意义描述磁场的力的性质的物理量描述电场的力的性质的物理量定义式B=,通电导线与B垂直E=大小决定由磁场决定,与检验电流无关由电场决定,与检验电荷无关方向矢量磁感线的切线方向,小磁针N极受力方向矢量电场线的切线方向,放入该点的正电荷受力方向场的叠加合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和合场强等于各个电场的电场强度的矢量和例1 关于磁感应强度B,下列说法中正确的是 A.磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关B.磁场中某点B的方向,跟放在该点的试探电流元受到磁场力的方向一致C.若在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用,该点B值大小为零D.在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大递进题组1.[对磁感应强度的理解]下列关于磁感应强度的说法正确的是 A.一小段通电导体放在磁场A处,受到的磁场力比B处的大,说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大B.由B=可知,某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比,与导线的I、L成反比C.一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零D.小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向2.[电场强度和磁感应强度的对比]下列说法中正确的是 A.电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度为零B.一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零C.表征电场中某点电场的强弱,是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D.表征磁场中某点磁场的强弱,是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线长度和电流乘积的比值电荷在电场和磁场中的对比1.某点电场强度的方向与电荷在该点的受力方向相同或相反;而某点磁感应强度方向与电流元在该点所受磁场力的方向垂直.2.电荷在电场中一定会受到电场力的作用;如果通电导体的电流方向与磁场方向平行,则通电导体在磁场中受到的磁场力为零.考点二 安培定则的应用和磁场的叠加直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强,且距导线越远处磁场_____与____磁铁的磁场相似,管内为____磁场且磁场____,管外为____磁场环形电流的两侧是N极和S极,且离圆环中心越远,磁场_____安培定则立体图横截面图1.电流的磁场
2.磁场的叠加磁感应强度是____量,计算时与力的计算方法相同,利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解.例2 如图1所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流.a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等.关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是 图1A.O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同递进题组3.[安培定则的应用]如图2所示,甲、乙是直线电流的磁场,丙、丁是环形电流的磁场,戊、己是通电螺线管的磁场,试在各图中补画出电流方向或磁感线方向.图21.根据安培定则确定通电导线周围磁场的方向.2.磁场中每一点磁感应强度的方向为该点磁感线的切线方向.3.磁感应强度是矢量,多个通电导体产生的磁场叠加时,合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和.考点三 导体运动趋势的五种判定方法1.通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的判定步骤首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况,然后利用左手定则准确判定导体的受力情况,进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向.2.应用左手定则判定安培力方向时应注意磁感线方向不一定垂直于电流方向,但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直,即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面.例3 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方,如图3所示,如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流,则导线ab受到安培力作用后的运动情况为 图3A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管递进题组4.[导体运动的判断]如图4所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面.当线圈内通以图示方向的电流后,线圈的运动情况是 图4A.线圈向左运动B.线圈向右运动C.从上往下看顺时针转动D.从上往下看逆时针转动5.[转换研究对象法判断]如图5所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡,A为水平放置的直导线的截面,导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1;当导线中有垂直纸面向外的电流时,磁铁对斜面的压力为FN2,则下列关于磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是 图5A.FN1FN2,弹簧的伸长量减小B.FN1=FN2,弹簧的伸长量减小C.FN1FN2,弹簧的伸长量增大D.FN1FN2,弹簧的伸长量减小考点四 导体的平衡与加速1.导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相同,只不过多了安培力,解题的关键是画出受力分析图.2.导体的加速问题关键是做好受力分析,然后根据牛顿第二定律求出加速度.例4 xx·天津·2如图6所示,金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,金属棒中通以由M向N的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是 图6A.金属棒中的电流变大,θ角变大B.两悬线等长变短,θ角变小C.金属棒质量变大,θ角变大D.磁感应强度变大,θ角变小递进题组6.[导体的加速运动]如图7所示,光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分,O点为圆弧的圆心.两金属轨道之间的宽度为
0.5m,匀强磁场方向如图,大小为
0.5T.质量为
0.05kg、长为
0.5m的金属细杆置于金属轨道上的M点.当在金属细杆内通以电流强度为2A的恒定电流时,金属细杆可以沿杆向右由静止开始运动.已知N、P为导轨上的两点,ON竖直、OP水平,且==1m,g取10m/s2,则 图7A.金属细杆开始运动时的加速度大小为5m/s2B.金属细杆运动到P点时的速度大小为5m/sC.金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10m/s2D.金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为
0.75N7.[导体的平衡问题]如图8所示,两平行金属导轨间的距离L=
0.4m,金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=
0.5T、方向垂直于导轨所在平面斜向上的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=
4.5V、内阻r=
0.5Ω的直流电源.现把一个质量为m=
0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=
2.5Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s
2.已知sin37°=
0.6,cos37°=
0.8,求图81通过导体棒的电流;2导体棒受到的安培力大小;3导体棒受到的摩擦力.求解通电导体在磁场中的力学问题的方法1.选定研究对象;2.变三维为二维,画出平面受力分析图,判断安培力的方向时切忌跟着感觉走,一定要用左手定则来判断,注意F安⊥B、F安⊥I;3.根据力的平衡条件、牛顿第二定律列方程进行求解.【高考模拟 明确考向】1.xx·新课标Ⅰ·15关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是 A.安培力的方向可以不垂直于直导线B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半2.xx·海南单科·9三条在同一平面纸面内的长直绝缘导线搭成一等边三角形,导线中通过的电流均为I,电流方向如图9所示.a、b和c三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上,且到相应顶点的距离相等.将a、b和c处的磁感应强度大小分别记为B
1、B2和B3,下列说法正确的是 图9A.B1=B2B3B.B1=B2=B3C.a和b处磁场方向垂直于纸面向外,c处磁场方向垂直于纸面向里D.a处磁场方向垂直于纸面向外,b和c处磁场方向垂直于纸面向里3.xx·浙江·20如图10甲所示,两根光滑平行导轨水平放置,间距为L,其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒.从t=0时刻起,棒上有如图乙所示的持续交变电流I,周期为T,最大值为Im,图甲中I所示方向为电流正方向.则金属棒 图10A.一直向右移动B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期内做正功4.如图11所示,两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中,匀强磁场方向竖直向上,将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触.现在金属棒PQ中通以变化的电流I,同时释放金属棒PQ使其运动.已知电流I随时间t变化的关系式为I=ktk为常数,k>0,金属棒与导轨间存在摩擦.则下面关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象中,可能正确的有 图11。