《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第8單元磁場第1講　磁感應(yīng)強(qiáng)度 安培力課件 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第8單元磁場第1講　磁感應(yīng)強(qiáng)度 安培力課件 新人教版（78頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第1講磁感應(yīng)強(qiáng)度安培力 知識建構(gòu)模塊建構(gòu)技能建構(gòu)【考綱要求】【考情總結(jié)】【備考建議】模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)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 5.洛倫茲力、洛倫茲力的方向6.洛倫茲力公式7.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動8.質(zhì)譜儀和回旋加速器說明:安培力的計算只限于電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直的情形;洛倫茲力的計算只限于速度與磁場方向垂直的情形本單元是高考的熱點(diǎn),也是難點(diǎn),在歷年高考中本單元是必考內(nèi)容,同時本單元的知識點(diǎn)與科技應(yīng)用又聯(lián)系緊密,在生產(chǎn)、生活中常有體現(xiàn),所以考題載體通常較新.由于安培力、洛倫茲力的方向與磁場、電流

2、方向及電荷運(yùn)動方向之間存在著較復(fù)雜的空間方位關(guān)系,要求考生具有較強(qiáng)的空間想象能力及物理過程和物理規(guī)律的綜合分析能力,能夠看懂有關(guān)的立體示意圖,并會借助于幾何圖形進(jìn)行物理、數(shù)學(xué)方面的分析推理,在復(fù)習(xí)過程中要引起足夠的重視.分析近幾年的高考試卷,從考查的內(nèi)容上來看,考查的熱點(diǎn)主要集中在帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動,試題主要以復(fù)合場或組合場、疊加場方式命題,涉及力學(xué)中平拋運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律,運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律、動能定理或功能關(guān)系解決問題.從考題的題型上看,主要是選擇題和計算題,而計算題基本上以壓軸題出現(xiàn),而且分值較高.從能力層級看,對磁場性質(zhì)和安培力的考查以理解和簡單運(yùn)用為主,對帶電粒子在磁場中

3、運(yùn)動要運(yùn)用分析、推理綜合能力.對空間圖形、函數(shù)等知識要求高,數(shù)學(xué)味濃.本單元內(nèi)容包括磁場的基本性質(zhì)和安培力的應(yīng)用、洛倫茲力和帶電粒子在磁場中的運(yùn)動、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動等內(nèi)容.復(fù)習(xí)時應(yīng)側(cè)重對磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感線、地磁場、安培力、洛倫茲力等基本概念的理解,熟練掌握對電流在磁場中、帶電粒子在磁場中受力和運(yùn)動進(jìn)行分析,結(jié)合牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)知識、圓周運(yùn)動問題及功和能的關(guān)系等知識進(jìn)行分析綜合,提高空間象能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力.預(yù)計2013年高考仍將以帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動的臨界問題、在復(fù)合場中運(yùn)動的受力和畫偏轉(zhuǎn)圖分析為主.而以生產(chǎn)、科技中帶電粒子運(yùn)動問題為命題背景,突出由受力

4、推知或由運(yùn)動分析受力的建模方法,仍是命題的一個趨勢.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu) 一、磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度1.磁場模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)方向:小磁針的N極所受磁場力的方向.(1)基本特性:磁場對處于其中的磁體、電流和運(yùn)動的電荷有磁場力的作用.2.磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)物理意義:描述磁場的強(qiáng)弱和方向.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(3)方向:小磁針靜止時N極的指向.(2)定義式:B=(通電導(dǎo)線垂直于磁場).FIL3.磁通量(1)概念:在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,與磁場方向垂直的平面面積S和B的乘積.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(3)單位:1 Wb=1 Tm2.(2)公式:=BS.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)4.安

5、培的分子電流假說安培認(rèn)為,在原子、分子等物質(zhì)微粒的內(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)微粒都成為微小的 磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于 兩個磁極（如圖所示）.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)1.磁感線在磁場中畫出一些曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致.二、磁感線及幾種常見的磁場模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(1)條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁場(如圖所示)2.幾種常見的磁場模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu) 直線電流的磁場通電螺線管的磁場環(huán)形電流的磁場特點(diǎn)無磁極、非勻強(qiáng)且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱與條形磁鐵的磁場相似,管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場且磁場最強(qiáng),管外為非勻強(qiáng)磁場環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極,且離圓環(huán)中心

6、越遠(yuǎn),磁場越弱(2)幾種電流周圍的磁場分布模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)安培定則立體圖模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)橫截面圖縱截面圖模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(3)勻強(qiáng)磁場:在磁場的某些區(qū)域內(nèi),磁感線為等間距的平行線,如下圖所示.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(4)地磁場地磁場的N極在地球地理南極附近,S極在地球地理北極附近,磁感線分布如圖所示.地磁場B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向北極,而豎直分量(By)則南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.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)度大小相等且方向水平平行.注意:(1)只有在同一個圖中才能根據(jù)磁感線的疏密來判定磁場的強(qiáng)弱.模塊建

7、構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)應(yīng)用安培定則判斷直線電流的磁場方向和判斷環(huán)形電流的磁場方向時,四指、大拇指指向的意義正好相反.三、安培力的大小和方向模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)1.安培力的大小(如圖所示)模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(1)如圖所示的情況下:F=BILsin .(2)磁場方向和電流方向垂直時:F=BIL.(3)磁場方向和電流方向平行時:F=0.注意:公式中的L為有效長度,即垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的長度.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(1)用左手定則判定:伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內(nèi),讓磁感線從掌心進(jìn)入,并使四指指向電流的方向,這時大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安

8、培力的方向.2.安培力的方向模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)安培力的方向特點(diǎn):FB,FI,即F垂直于B和I決定的平面.注意:安培力的方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I所決定的平面,但磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I不一定垂直.B與I垂直時產(chǎn)生的安培力最大.四、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線圈.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)3.優(yōu)、缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高,能測出很弱的電流;缺點(diǎn)是線圈的導(dǎo)線很細(xì),允許通過的電流很弱.2.工作原理模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)1.關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度,正確的說法是( )A.根據(jù)定義式B=,磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F成正比,與I成反比B.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量,方向與F的方向一致C

9、.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量,方向與F的方向相反D.在確定的磁場中,同一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是確定的,不同點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能不同,磁感線密的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度B大些,磁感線疏的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度B小些FIL模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)反,B、C不正確;在確定的磁場中,同一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是確定的,不同點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B可能不同,磁感線密的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度B大些,磁感線疏的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度B小些,D正確.【答案】D【解析】磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場本身的性質(zhì),與磁場中該點(diǎn)的電流I或受力大小F無關(guān),A不正確;由左手定則,F的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向總是垂直的,既不與磁感應(yīng)強(qiáng)度B一致,也不與磁感應(yīng)強(qiáng)度B相模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)2.(2

10、012年錦州模擬)如圖所示,環(huán)形金屬軟彈簧套在條形磁鐵的中心位置.若將彈簧沿半徑向外拉,使其面積增大,則穿過彈簧所包圍面積的磁通量將( )A.增大B.減小C.不變D.無法確定如何變化【解析】穿過彈簧所圍面積的磁通量應(yīng)為合磁通量,磁鐵內(nèi)部由S極指向N極的磁通量不變,而其外部由N極指向S極的磁通量隨面積的增大而增大,故合磁通量減小,選B.【答案】B模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)3.實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表.這種電流表的構(gòu)造如圖甲所示.蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的.若線圈中通以如圖乙所示的電流,則下列說法正確的是( )A.在量程內(nèi)指針轉(zhuǎn)至任一角度,線圈平面都跟磁感線平行模塊建構(gòu)知識建

11、構(gòu)技能建構(gòu)B.線圈轉(zhuǎn)動時,螺旋彈簧被扭動,阻礙線圈轉(zhuǎn)動C.當(dāng)線圈在如圖乙所示的位置時,b端受到的安培力方向向上D.當(dāng)線圈在如圖乙所示的位置時,安培力的作用使線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動【解析】指針在量程內(nèi)線圈一定處于磁場之中,由于線圈與鐵芯共軸,線圈平面總是與磁感線平行,故選項(xiàng)A正確;電表的調(diào)零使得當(dāng)指針處于“0”刻度時,螺旋彈簧處于自然狀態(tài),所以無論線圈向哪一方向轉(zhuǎn)動都會使螺旋彈簧產(chǎn)生阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力,故選項(xiàng)B正確;由左手定則知,b端受到的安培力方向向下,安培力將使線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動,故選項(xiàng)C錯誤,D正確.【答案】ABD模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)4.(2011年上海浦東新區(qū)質(zhì)檢)某同學(xué)用圖示實(shí)驗(yàn)裝置

12、研究電流在磁場中的受力方向與電流方向、磁場方向之間的關(guān)系.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(1)該同學(xué)將觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下表,在表中部分記錄缺失,請補(bǔ)充完整.實(shí)驗(yàn)次數(shù)P中電流方向磁場方向P的運(yùn)動方向12 3 模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)某次實(shí)驗(yàn)中閉合開關(guān)后,金屬棒P不動,可能的原因是: .【解析】(1)根據(jù)已知條件和左手定則可以判斷分別為:2中的電流方向向外,3中的磁場方向豎直向上.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)金屬棒P不動,說明金屬棒所受安培力小于靜摩擦力最大值,故可以解釋為:金屬棒受到的摩擦力太大,金屬棒與導(dǎo)軌接觸不良,磁場太弱,電流太小等.(以上可能性只寫出一個即可)【答案】(1)實(shí)驗(yàn)次

13、數(shù)P中電流方向磁場方向P的運(yùn)動方向123模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)金屬棒受到的摩擦力太大,金屬棒與導(dǎo)軌接觸不良,磁場太弱,電流太小等模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)一、對磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu) 例1已知地磁場的水平分量為B,利用這一值可以測定某一弱磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度.如圖所示為測定通電線圈中央一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)方法:先將未通電線圈平面固定于南北方向豎直平面內(nèi),中央放一枚小磁針,N極指向北方;給線圈通電,此時小磁針N極指北偏東角后靜止.由此可以確定線圈中電流方向(由東向西看)與線圈中央的合磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為( )A.順時針; B.順時針; C.逆時針; D.逆時針; BcosBsi

14、nBcosBsin模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)【名師點(diǎn)金】電流磁場方向地磁場(水平分量)方向水平面上合磁場方向 電流磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】通電線圈產(chǎn)生磁場方向向東,由安培定則可知電流沿逆時針方向;磁感應(yīng)強(qiáng)度為矢量,根據(jù)其疊加原理可得B=Bcos (B為合磁感應(yīng)強(qiáng)度),所以B=.【答案】CBcos模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)1.磁感應(yīng)強(qiáng)度是用比值法定義的,其大小由磁場本身的性質(zhì)決定,與放入的直導(dǎo)線的電流I的大小、導(dǎo)線L的長短無關(guān).方法概述2.由定義式B=計算磁感應(yīng)強(qiáng)度B時,通電導(dǎo)線必須垂直于磁場;若通電導(dǎo)線平行放入磁場,則不受安培力,但不能說該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零.FIL模塊建構(gòu)

15、知識建構(gòu)技能建構(gòu)4.磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場強(qiáng)度E的比較3.勻強(qiáng)磁場:磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向處處相同,磁感線互相平行且等距.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu) 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B電場強(qiáng)度E物理意義描述磁場的力的性質(zhì)的物理量描述電場的力的性質(zhì)的物理量定義式B=,通電導(dǎo)線與B垂直 E=大小決定由磁場決定,與檢驗(yàn)電流元無關(guān)由電場決定,與檢驗(yàn)電荷無關(guān)方向矢量磁感線切線方向,小磁針N極受力方向矢量電場線切線方向,放入該點(diǎn)的正電荷受力方向FILFq模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)場的疊加合磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和合場強(qiáng)等于各個電場的場強(qiáng)的矢量和單位1 T=1 N/(Am)1 V/m=1 N/C模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)注

16、意:電場強(qiáng)度的方向和電荷受力方向相同或相反,而磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和電流元受力方向垂直.電荷在電場中一定受靜電力作用,而電流元在磁場中不一定受到安培力.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu) 磁感線電場線不同點(diǎn)閉合曲線起始于正電荷(或遠(yuǎn)窮遠(yuǎn)處),終止于負(fù)電荷(或遠(yuǎn)窮遠(yuǎn)處)5.磁感線和電場線的比較模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)相似點(diǎn)引入目的形象描述場而引入的假想線,實(shí)際不存在疏密場的強(qiáng)弱切線方向場的方向相交不相交(電場中無電荷空間不相交)模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)變式訓(xùn)練1在正方形的四個頂點(diǎn)處分別放有電流方向垂直紙面向里或向外的通電直導(dǎo)線,如圖所示,通電電流強(qiáng)度大小分別為I1、I2、I3、I4,(I1-I3)(I2-I4

17、)0,已知距導(dǎo)線相同距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I成正比,正方形中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度可用圖中的四條有向線段中的一條來表示,它是( )A.B1 B.B2 C.B3 D.B4 模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】由安培定則分析出各導(dǎo)線電流在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場方向:I1和I3的磁場沿I2、I4連線且分別指向方向I4、I2,其矢量和指向I4;I2和I4的磁場方向沿I1、I3連線分別指I3、I1,其矢量和指向I3,且小于I1和I3的磁場矢量和.根據(jù)磁場疊加原理知,合磁場可能為B4.【答案】D模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu) 例2如圖,矩形線圈有N匝,面積大小為S,放在水平面內(nèi),加一個豎直向下的范圍較大的勻強(qiáng)磁場,磁感

18、應(yīng)強(qiáng)度為B,則穿過平面的磁通量是多少?若使線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過60,則穿過線圈平面的磁通量是多少?若線圈繞ab邊轉(zhuǎn)過180,則穿過線圈的磁通量改變了多少?二、對磁通量的理解模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(1)明確磁感線方向與線圈平面的角度關(guān)系.【名師點(diǎn)金】解決此題應(yīng)把握以下兩點(diǎn):模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)(2)求解磁通量變化時應(yīng)考慮磁感線“正穿”和“反穿”的情況.【規(guī)范全解】由磁通量的定義可知:1=BS繞ab邊轉(zhuǎn)過60后的磁通量為2=BScos 60=BS繞ab邊轉(zhuǎn)過180后的磁通量為:3=-BS磁通量的改變量為:=|3-1|=2BS.【答案】BS BS 2BS1212模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)1.=BS的

19、含義:=BS只適用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S垂直的情況.當(dāng)S與垂直于B的平面間的夾角為時,則有=BScos .可理解為=BScos ,即等于B與S在垂直于B方向上的分量的乘積;也可理解為=Bcos S,即等于B在垂直于S方向上的分量與S的乘積.如圖甲所示.方法概述模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)3.多匝線圈的磁通量:多匝線圈內(nèi)磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān),因?yàn)椴徽摼€圈匝數(shù)為多少,穿過線圈的磁感線條數(shù)相同,而磁感線條數(shù)可表示磁通量的大小.2.面積S的含義:S不一定是某個線圈的真正面積,而是線圈在磁場范圍內(nèi)的正對面積.如圖乙所示,S應(yīng)為線圈面積的一半.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)4.合磁通量求法若某個平面內(nèi)有不同方

20、向和不同強(qiáng)弱程度的磁場共同存在,當(dāng)計算穿過這個面的磁通量時,先規(guī)定某個方向的磁通量為正,反方向的磁通量為負(fù),平面內(nèi)各個方向的磁通量的代數(shù)和等于這個平面內(nèi)的合磁通量.注意:磁通量是標(biāo)量,其正負(fù)值僅表示磁感線是正向還是反向穿過線圈平面.同一線圈平面,如果正向穿過平面的磁感線條數(shù)與反向穿過平面的條數(shù)一樣多,則=0.三、安培力作用下通電導(dǎo)體運(yùn)動方向的判定模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu) 例3如圖甲所示,把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近,磁鐵的軸線穿過線圈的圓心,且垂直于線圈平面,當(dāng)線圈中通入如圖所示方向的電流后,線圈的運(yùn)動情況是( )A.線圈向左運(yùn)動B.線圈向右運(yùn)動C.從上往下看沿順時針方向轉(zhuǎn)動D.從

21、上往下看沿逆時針方向轉(zhuǎn)動甲模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)【名師點(diǎn)金】解答本題時可按以下思路分析確定磁場分布判斷安培力方向確定導(dǎo)體運(yùn)動方向模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】解法一電流元法.首先將圓形線圈分成很多小段,每一段可看做一直線電流,取其中上、下兩小段分析,其截面圖和受安培力情況如圖乙所示.根據(jù)對稱性可知,線圈所受安培力的合力水平向左,故線圈向左運(yùn)動.選項(xiàng)A正確.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)【答案】A模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)1.基本思路判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動或運(yùn)動趨勢,首先必須弄清楚導(dǎo)體所在位置的磁場磁感線的分布情況,然后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況,進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動方向或運(yùn)動趨

22、勢的方向.方法概述模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)電流元法分割為電流元安培力方向整段導(dǎo)體合力方向運(yùn)動方向特殊位置法 在特殊位置安培力方向運(yùn)動方向結(jié)論法同向電流互相吸引,異向電流互相排斥;兩不平行的直線電流相互作用時,有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢.2.常用方法模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)轉(zhuǎn)換研究對象法 定性分析磁體在電流磁場作用下的運(yùn)動或運(yùn)動趨勢問題,可先分析電流在磁體磁場中所受的安培力,然后由牛頓第三定律,確定磁體所受電流磁場的作用力,從而確定磁體所受合力及其運(yùn)動方向.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)注意:在應(yīng)用左手定則時,磁感線不一定垂直穿過手心,但四指一定指向電流方向,大拇指一定要垂直于磁場方向和電流方向決

23、定的平面.某些導(dǎo)體在安培力作用下可能會出現(xiàn)平動與轉(zhuǎn)動同時發(fā)生的情況,這時就可以應(yīng)用特殊位置法.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)變式訓(xùn)練2 如圖所示,臺秤上放一光滑平板,其左邊固定一擋板,一輕質(zhì)彈簧將擋板和一條形磁鐵連接起來,此時臺秤的讀數(shù)為FN1.現(xiàn)在磁鐵上方中心偏右位置固定一通電導(dǎo)線,當(dāng)通以如圖所示的電流后,臺秤的示數(shù)為FN2,則下列說法正確的是( )A.FN1FN2,彈簧長度將變長B.FN1FN2,彈簧長度將變短C.FN1FN2,彈簧長度將變長D.FN1I2;a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn),且a、b、c與兩導(dǎo)線共面;b點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間,b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直.磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為

24、零的點(diǎn)是( )A.a點(diǎn) B.b點(diǎn) C.c點(diǎn) D.d點(diǎn)模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)【解析提示】由安培定則判斷出電流磁場方向,根據(jù)直線電流磁場磁感線分布特點(diǎn),分析觀察各點(diǎn)的磁場方向.結(jié)合直線電流磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與電流和點(diǎn)到直導(dǎo)線距離的關(guān)系就能得知磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn).【命題分析】本題考查安培定則、直線電流磁場及磁場的疊加,試題難度較低.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】根據(jù)安培定則可知,兩導(dǎo)線中的電流產(chǎn)生的磁場在導(dǎo)線連線上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度同向,因此疊加后不可能為零,B項(xiàng)錯誤;在d點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不可能相反,因此疊加后不可能為零,D項(xiàng)錯誤;在a、c兩點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反,由于I1I2,

25、I1在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度比I2在a點(diǎn)產(chǎn)生的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大,即a點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零,A項(xiàng)錯誤;同理可以分析在C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零,C項(xiàng)正確.【答案】C模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)考向預(yù)測1 (2011年濮陽一模)處于紙面內(nèi)的一段直導(dǎo)線長L=1 m,通有I=1 A的恒定電流,方向如圖所示.將導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場中,它受到垂直于紙面向外的大小F=1 N的磁場力作用.據(jù)此( )A.能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向B.能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,不能確定它的大小C.能確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,不能確定它的方向D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向都不能確定模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)【答案】D【解析】由B=可知水平向左的磁感應(yīng)

26、強(qiáng)度的分量為1 T,無法確定沿電流方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度的分量,由矢量合成可知無法確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向;僅知道F的方向,無法用左手定則判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向.故選D.FIL模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)高考真題2 (2011年高考新課標(biāo)全國卷)電磁軌道炮工作原理如圖所示.待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動,并與軌道保持良好接觸.電流I從一條軌道流入,通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回.軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面的磁場(可視為勻強(qiáng)磁場),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比.通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出.現(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍,理論上可采用的方法是( )A.只將軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?

27、倍B.只將電流I增加至原來的2倍C.只將彈體質(zhì)量減至原來的一半D.將彈體質(zhì)量減至原來的一半,軌道長度L變?yōu)樵瓉淼?倍,其他量不變模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)【解析提示】力的恒定與否決定加速度恒定與否,加速度與初速度決定運(yùn)動性質(zhì).電磁炮模型中,不計感應(yīng)電流的影響,彈體的運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動.【命題分析】試題考查導(dǎo)體在安培力作用下的加速運(yùn)動問題.題目新穎之處在于電流自身激發(fā)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為電流的函數(shù),難度低.模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)【規(guī)范全解】由安培力F=BIl以及磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比得,安培力F=kI2l(k為比例系數(shù)),根據(jù)動能定理,FL=mv2,可得v=,得到選項(xiàng)B、D正確.

28、【答案】BD1222kI lLm模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)考向預(yù)測2如圖所示,光滑的金屬軌道分水平段和圓弧段兩部分,O點(diǎn)為圓弧的圓心.兩金屬軌道之間的寬度為0.5 m,勻強(qiáng)磁場方向如圖所示,大小為0.5 T.質(zhì)量為0.05 kg、長為0.5 m的金屬細(xì)桿置于金屬軌道上的M點(diǎn).當(dāng)在金屬細(xì)桿內(nèi)通以2 A的恒定電流時,金屬細(xì)桿可以沿桿向右由靜止開始運(yùn)動.已知MN=OP=1 m,則( )A.金屬細(xì)桿開始運(yùn)動的加速度為5 m/s2 B.金屬細(xì)桿運(yùn)動到P點(diǎn)時的速度大小為5 m/sC.金屬細(xì)桿運(yùn)動到P點(diǎn)時的向心加速度大小為10 m/s2 D.金屬細(xì)桿運(yùn)動到P點(diǎn)時對每一條軌道的作用力大小為0.75 N模塊建構(gòu)知

29、識建構(gòu)技能建構(gòu)項(xiàng)A錯誤;對金屬細(xì)桿從M點(diǎn)到P點(diǎn)的運(yùn)動過程,安培力做功W=F(MN+OP)=1 J,重力做功WG=-mgON=-0.5 J,由動能定理得W+WG=mv2,解得金屬細(xì)桿運(yùn)動到P點(diǎn)時的速度大小v= m/s,選項(xiàng)B錯誤;金屬細(xì)桿運(yùn)動到P點(diǎn)時的向心加速度大小a=20 m/s2,選項(xiàng)C錯誤;在P點(diǎn)金屬細(xì)桿受到軌道水平向左的作用力F,水平向右的安培力FA,由牛頓第二定律得F-FA=m,解得F=1.5 N,每一條軌道對金屬細(xì)桿的作用力大小為0.75 N,由牛頓第三定律可知金屬細(xì)桿運(yùn)動到P點(diǎn)時對每一條軌道的作用力大小為0.75 N,選項(xiàng)D正確. 【答案】D12202vr2vr【解析】金屬細(xì)桿在水平方向受到安培力作用,安培力大小F=BIL=0.520.5 N=0.5 N,金屬細(xì)桿開始運(yùn)動的加速度a=10 m/s2,選Fm模塊建構(gòu)知識建構(gòu)技能建構(gòu)