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1、1.1.来来源源：磁磁场场是是存存在在于于磁磁体体、和和运运动动电电荷荷周周围围的一种特殊物质的一种特殊物质2.2.基基本本性性质质：磁磁场场对对放放入入磁磁场场中中的的磁磁体体、电电流流和和运运动动电电荷有荷有 的作用的作用3.3.方方向向：磁磁场场中中某某点点的的磁磁场场方方向向为为该该点点小小磁磁针针 所所受受磁场力的方向磁场力的方向电流电流磁场力磁场力N极极一、磁场的性质一、磁场的性质第第1页页/共共50页页1.1.磁感应强度磁感应强度(1)(1)意义：描述磁场意义：描述磁场 的物理量的物理量(2)(2)定定义义：B B ，式式中中通通电电直直导导线线中中的的电电流流I I与与磁磁场方
2、向垂直场方向垂直(3)(3)方向：小磁针静止时方向：小磁针静止时 所指的方向所指的方向(4)(4)单位：单位：，符号，符号T,1TT,1T1N/Am.1N/Am.(5)(5)决定因素：由磁场本身决定，与决定因素：由磁场本身决定，与I I、L L和和F F的大小均的大小均 强弱和方向强弱和方向N极极特斯拉特斯拉无关无关二、磁场的描述二、磁场的描述第第2页页/共共50页页2.磁磁感感线线：在在磁磁场场中中人人为为地地画画出出一一系系列列曲曲线线，使使曲曲线线上上每每一一点点的的切切线线方方向向都都跟跟这这点点的的 的的方方向向一一致致，磁磁感感线线的的疏疏密密程程度度表表示示磁磁场场的的 ，这这样
3、样的的曲线叫做磁感线曲线叫做磁感线三、常见的磁场三、常见的磁场 1.条形磁铁和蹄形磁铁的磁场条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感应强度磁感应强度强弱强弱第第3页页/共共50页页2.地磁场地磁场地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，主要特点有：地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，主要特点有：(1)地地磁磁场场的的 在在地地理理南南极极附附近近，在在地地理理北极附近，如图所示北极附近，如图所示(2)地磁场地磁场B的水平分量的水平分量(Bx)总是从地理总是从地理 指向指向 ；而而竖竖直直分分量量(By)则则南南、北北半半球球相相反反，在在南南半半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下
4、(3)在在赤赤道道平平面面上上，距距离离地地球球表表面面高高度度相相等等的的各各点点，磁磁场强弱场强弱 ，且方向水平向，且方向水平向 N极极S极极南极南极北极北极相同相同北北第第4页页/共共50页页3.匀强磁场：若某个区域里磁感应强度大小处处匀强磁场：若某个区域里磁感应强度大小处处 ，方方向向 ，那那么么该该区区域域的的磁磁场场叫叫匀匀强强磁磁场场，匀匀强强磁磁场场中中的的磁磁感感线线是是 的的直直线线如如通通电电螺螺线线管管内内部部的的磁磁场场，两两个个平平行行放放置置且且距距离离很很近的异名磁极之间的磁场都可认为是匀强磁场近的异名磁极之间的磁场都可认为是匀强磁场4.几种常见电流周围的磁场分
5、布几种常见电流周围的磁场分布相等相等相同相同平行等距平行等距直线电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁通电螺线管的磁场场环形电流的磁场环形电流的磁场特特点点无磁极、非匀强无磁极、非匀强且距导线越远处且距导线越远处磁场与条形磁铁磁场与条形磁铁的磁场相似，管的磁场相似，管内为内为 磁场，磁场，管外为非匀强磁管外为非匀强磁场场环形电流的两侧环形电流的两侧是是N极和极和S极且离极且离圆环中心越远，圆环中心越远，磁场磁场 磁场越弱磁场越弱匀强匀强越弱越弱第第5页页/共共50页页直线电流的磁直线电流的磁场场通电螺线管通电螺线管的磁场的磁场环形电流的环形电流的磁场磁场安培安培定则定则立体立体图图横截横截面图
6、面图纵截纵截面图面图第第6页页/共共50页页1.1.安培力的大小安培力的大小安培力安培力F F ，如图所，如图所示，示，为为B B与与I I的夹角的夹角(1)(1)当当B B与与I I垂直时：安培力最大，垂直时：安培力最大，F FBILBIL.(2)(2)当当B B与与I I平行时：安培力最小，平行时：安培力最小，F F0.0.BILsin四、磁场对电流的作用四、磁场对电流的作用第第7页页/共共50页页2.安培力的方向安培力的方向(1)判定方法判定方法左手定则左手定则左左手手定定则则：伸伸开开左左手手，使使拇拇指指跟跟其其余余四四个个手手指指 ，并并且且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线从都跟手
7、掌在同一个平面内，让磁感线从 进入，并使进入，并使 指指向向电电流流的的方方向向，这这时时 所所指指的的方方向向就就是是通通电电导导线在磁场中所受安培力的方向线在磁场中所受安培力的方向(2)安安培培力力的的方方向向特特点点：F B，F I，即即F 于于B和和I决决定定的平面的平面(注意：注意：B和和I可以有任意夹角可以有任意夹角)垂直垂直掌心掌心四指四指拇指拇指垂直垂直第第8页页/共共50页页3.磁电式电流表磁电式电流表线圈如图放置，磁场方向总沿着线圈如图放置，磁场方向总沿着 均匀辐射地分布，在距均匀辐射地分布，在距轴线等距离处的磁感应强度的轴线等距离处的磁感应强度的大大小小总总是是 的的，线
8、线圈圈在在安安培培力力及及螺螺旋旋弹弹簧簧弹弹力力作作用用下下平平衡衡，线线圈圈转转过过的的角角度度与与所所通通过过的的电电流流成成正正比比径向径向相等相等第第9页页/共共50页页例例1 1 三根平行的直导线，分别垂直三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图所示，现使每条通个顶点，如图所示，现使每条通电导线在斜边中点电导线在斜边中点O O所产生的磁所产生的磁感感应应强强度度的的大大小小为为B B.则则该该处处的的实实际际磁磁感感应应强强度度的的大大小小和方向如何？和方向如何？(用夹角正切值表示方向用夹角正切值表示方向)【思路点拨思路点拨】先
9、运用安培定则确定各电流在先运用安培定则确定各电流在O点产生点产生的磁场方向，再将各磁感应强度进行矢量求和的磁场方向，再将各磁感应强度进行矢量求和题型一：磁感应强度的叠加题型一：磁感应强度的叠加第第10页页/共共50页页第第11页页/共共50页页【方法与知识感悟】【方法与知识感悟】1.安培定则的应用安培定则的应用在在运运用用安安培培定定则则判判定定直直线线电电流流和和环环形形电电流流的的磁磁场场时时应应分分清清“因因”和和“果果”.2.磁场的叠加磁场的叠加磁磁感感应应强强度度是是矢矢量量，计计算算时时与与力力的的计计算算方方法法相相同同，利利用用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解平行四边形
10、定则或正交分解法进行合成与分解 原因原因(电流方向电流方向)结果结果(磁场绕向磁场绕向)直线电流的磁直线电流的磁场场大拇指大拇指四指四指环形电流的磁环形电流的磁场场四指四指大拇指大拇指第第12页页/共共50页页题题型型二二：通通电电导导线线和和线线圈圈在在安安培培力力作作用用下下的的运运动动方向判断方向判断例例2 载流导线载流导线L1、L2处在同一平面处在同一平面(纸面纸面)内，内，L1是固定的，是固定的，L2可绕垂可绕垂直纸面的固定转轴直纸面的固定转轴O无摩擦转动无摩擦转动(O为为L2的中心的中心)，各自的电流方向，各自的电流方向如如图图所所示示将将L2从从图图中中位位置置静静止止释释放放后
11、后的的一一小小段段时时间间内内，不不考考虑虑重重力力的的影影响响，下下列列关关于于L2的的运运动动情情况况正正确确的是的是()A因因L2不受磁场力的作用，故不受磁场力的作用，故L2不动不动B因因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动不动CL2绕轴绕轴O按顺时针方向转动按顺时针方向转动DL2绕轴绕轴O按逆时针方向转动按逆时针方向转动第第13页页/共共50页页【解析解析】L2处在处在L1中电流产生的磁场中，磁场方向中电流产生的磁场中，磁场方向垂直纸面向外，磁场强弱从下向上逐渐减弱，从垂直纸面向外，磁场强弱从下向上逐渐减弱，从O点把点把L2分成上、下两部分，两部
12、分受到的磁场力都分成上、下两部分，两部分受到的磁场力都是垂直是垂直L2向右，由于下部分受到的平均磁场力大于向右，由于下部分受到的平均磁场力大于上部分受到的平均磁场力，上部分受到的平均磁场力，L2会绕轴会绕轴O按逆时针方按逆时针方向转动，向转动，D对对【答案答案】D第第14页页/共共50页页【方法与知识感悟方法与知识感悟】判定安培力作用下导体运动情判定安培力作用下导体运动情况的常用方法况的常用方法第第15页页/共共50页页题型三：通电导体在安培力作用下的力学综合问题题型三：通电导体在安培力作用下的力学综合问题第第16页页/共共50页页(1)金属棒所受安培力的大小；金属棒所受安培力的大小；(2)电
13、源电动势电源电动势E的大小的大小第第17页页/共共50页页第第18页页/共共50页页【方法与知识感悟方法与知识感悟】1.安培力的大小安培力的大小 常用公式常用公式FBIL，要求两两垂直，应用时要满足：，要求两两垂直，应用时要满足：(1)B与与L垂直；垂直；(2)L是是有有效效长长度度，即即垂垂直直磁磁感感应应强强度度方方向向的的长长度度；如如弯弯曲曲导导线线的的有有效效长长度度L等等于于两两端端点点所所连连线线段段的的长长度度(如图所示如图所示)第第19页页/共共50页页相相应应的的电电流流方方向向沿沿L由由始始端端流流向向末末端端.因因为为任任意意形形状状的的闭闭合合线线圈圈，其其有有效效长
14、长度度为为零零，所所以以闭闭合合线线圈圈通通电电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零(3)B并并非非一一定定是是匀匀强强磁磁场场，但但一一定定是是导导线线所所在在处处的的磁感应强度值磁感应强度值2通电导线在安培力作用下的平衡和加速运动通电导线在安培力作用下的平衡和加速运动(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析确定研究对象，对研究对象进行受力分析(2)画出受力平面图画出受力平面图(3)依据平衡条件或牛顿第二定律列方程依据平衡条件或牛顿第二定律列方程第第20页页/共共50页页3安培力做功的实质：能量的转化安培力做功的实质：能量的转化(1)安安培培力力做做
15、正正功功：是是将将电电源源的的电电能能转转化化为为导导线线的的动能或转化为其他形式的能动能或转化为其他形式的能(2)安安培培力力做做负负功功：是是将将其其他他形形式式的的能能转转化化为为电电能能后或储存或转化为其他形式的能后或储存或转化为其他形式的能第第21页页/共共50页页1下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是()A通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C放放在在匀匀强强磁磁场场中中各各处处的的通通电电导导线线，受受力力大大小小和和方
16、方向向处处相同处处相同D磁磁感感应应强强度度的的大大小小和和方方向向跟跟放放在在磁磁场场中中的的通通电电导导线线受力的大小和方向无关受力的大小和方向无关D第第22页页/共共50页页【解析解析】逐项分析如下：逐项分析如下：选项选项诊断诊断结论结论A磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关都无关错误错误B通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且还与通电导线的取向有应强度有关，而且还与通电导线的取向有关关错误错误C当通电导线在各个位置的放置方向
17、不同时，当通电导线在各个位置的放置方向不同时，其磁场力是不相同的，而选项其磁场力是不相同的，而选项C中没有说中没有说明导线在各个位置的取向是否相同明导线在各个位置的取向是否相同错误错误D同选项同选项A正确正确第第23页页/共共50页页C 第第24页页/共共50页页第第25页页/共共50页页3如如图图所所示示，在在倾倾角角为为的的光光滑滑斜斜面面上上，垂垂直直纸纸面面放放置置一一根根长长为为L，质质量量为为m的的直直导导体体棒棒当当导导体体棒棒中中的的电电流流I垂垂直直纸纸面面向向里里时时，欲欲使使导导体体棒棒静静止止在在斜斜面面上上，可可将将导导体体棒棒置置于于匀匀强强磁磁场场中中，当当外外加
18、加匀匀强强磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度B的的方方向向在在纸纸面面内内由由竖竖直直向向上上沿沿逆逆时时针针转转至至水水平平向向左左的的过过程程中中，下下列列关关于于B的的大大小变化的说法中，正确的是小变化的说法中，正确的是()A逐渐增大逐渐增大B逐渐减小逐渐减小C先减小后增大先减小后增大D先增大后减小先增大后减小C第第26页页/共共50页页【解析解析】由左手定则，可知安培力由由左手定则，可知安培力由水平向右沿逆时针方向转到竖直向上，水平向右沿逆时针方向转到竖直向上，此过程中，斜面对导体棒的支持力方向此过程中，斜面对导体棒的支持力方向不变，重力、安培力、支持力的合力为不变，重力、安培力、支持力
19、的合力为零，零，IL不变，由力的三角形可知，不变，由力的三角形可知，C对对第第27页页/共共50页页第第28页页/共共50页页第第29页页/共共50页页第第30页页/共共50页页1 1关于磁感应强度关于磁感应强度B B，下列说法中正确的是，下列说法中正确的是()()A A磁磁场场中中某某点点B B的的大大小小，跟跟放放在在该该点点的的试试探探电电流流元元的的情况有关情况有关B B磁磁场场中中某某点点B B的的方方向向，跟跟放放在在该该点点的的试试探探电电流流元元所所受磁场力方向一致受磁场力方向一致C C在在磁磁场场中中某某点点的的试试探探电电流流元元不不受受磁磁场场力力作作用用时时，该该点点B
20、 B值大小为零值大小为零D D在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大D【巩固基础巩固基础】第第31页页/共共50页页第第32页页/共共50页页2有有a、b、c、d四个小磁针，分四个小磁针，分别放置在通电螺线管的附近和内别放置在通电螺线管的附近和内部，如图所示其中小磁针的指部，如图所示其中小磁针的指向正确的是向正确的是()Aa Bb Cc DdD【解析解析】由右手螺旋定则，可知螺线管内部的磁场方由右手螺旋定则，可知螺线管内部的磁场方向向左，小磁针的向向左，小磁针的N极方向向左，极方向向左，D项正确项正确第第33页页/共共50页页3法拉第曾做过如下的实
21、验：在玻璃杯侧面底部法拉第曾做过如下的实验：在玻璃杯侧面底部装一导体柱并通过导线与电源负极相连，直立的细装一导体柱并通过导线与电源负极相连，直立的细圆柱形磁铁棒下端固定在圆柱形磁铁棒下端固定在玻璃杯底部的中心，往杯玻璃杯底部的中心，往杯内加入水银在玻璃杯的内加入水银在玻璃杯的正上方正上方O点吊一可自由摆点吊一可自由摆动或转动的直铜棒，铜棒动或转动的直铜棒，铜棒的上端与电源的正极相接，的上端与电源的正极相接，下端浸入玻璃杯中的水银中由于水银的密度比铜下端浸入玻璃杯中的水银中由于水银的密度比铜大，铜棒会倾斜地与水银相连，此时铜棒静止，如大，铜棒会倾斜地与水银相连，此时铜棒静止，如图所示这样，可动铜
22、棒、水银、导电柱和电源就图所示这样，可动铜棒、水银、导电柱和电源就构成了一个回路闭合开关构成了一个回路闭合开关S，则该实验可观察到，则该实验可观察到的现象是的现象是()第第34页页/共共50页页A与与闭闭合合S前前相相比比，铜铜棒棒与与竖竖直直方方向向的的夹夹角角不不变变且且仍静止仍静止B与与闭闭合合S前前相相比比，铜铜棒棒与与竖竖直直方方向向的的夹夹角角会会增增大大些但仍可静止些但仍可静止C与与闭闭合合S前前相相比比，铜铜棒棒与与竖竖直直方方向向的的夹夹角角会会减减小小些但仍可静止些但仍可静止D铜棒会以磁铁棒为轴转动铜棒会以磁铁棒为轴转动第第35页页/共共50页页4在磁感应强度为在磁感应强度
23、为B0，竖直，竖直向上的匀强磁场中，水平放向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流置一根长通电直导线，电流的方向垂直纸面向里，如图的方向垂直纸面向里，如图所所示示，a、b、c、d是是以以直直导导线线为为圆圆心心的的同同一一圆圆周周上上的四点，在这四点中的四点，在这四点中()Ac、d两点的磁感应强度大小相等两点的磁感应强度大小相等Ba、b两点的磁感应强度大小相等两点的磁感应强度大小相等Cc点的磁感应强度的值最小点的磁感应强度的值最小Db点的磁感应强度的值最大点的磁感应强度的值最大C第第36页页/共共50页页【解析解析】由右手定则判断电流产生的磁场情况，所求由右手定则判断电流产生的磁场情况
24、，所求磁感应强度为两磁场的矢量和在磁感应强度为两磁场的矢量和在c点电流产生的磁点电流产生的磁场方向与场方向与B0反向，故合磁感应强度最小在反向，故合磁感应强度最小在a点两者点两者同向，合磁感应强度最大，在同向，合磁感应强度最大，在b、d两点，两者互相垂两点，两者互相垂直，故合磁感应强度大小相等直，故合磁感应强度大小相等.因此只有因此只有C项正确项正确.第第37页页/共共50页页5 5如图所示，长为如图所示，长为2 2l l的直导线的直导线折成边长相等，夹角为折成边长相等，夹角为6060的的V V形，并置于与其所在平面相形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应垂直的匀强磁场中，磁感应强强
25、度度为为B B.当当在在该该导导线线中中通通以以电电流流强强度度为为I I的的电电流流时时，该该V V形通电导线受到的安培力大小为形通电导线受到的安培力大小为()()A A0 B0 B0.50.5BIlBIlC CBIlBIl D D2 2BIlBIlC【解析解析】V形导线通入电流形导线通入电流I时每条边受到的安培力时每条边受到的安培力大小均为大小均为BIl，方向分别垂直于导线斜向上，再由平，方向分别垂直于导线斜向上，再由平行四边形法则可得其合力行四边形法则可得其合力FBIl，答案为，答案为C.【提升能力提升能力】第第38页页/共共50页页第第39页页/共共50页页C 第第40页页/共共50页
26、页8如如图图所所示示，在在光光滑滑水水平平面面上上轻轻质质弹弹簧簧的的左左端端与与挡挡板板固固定定，右右端端与与条条形形磁磁铁铁相相连连，此此时时磁磁铁铁对对水水平平面面的的压压力力为为N1.现现在在在在磁磁铁铁正正中中央央上上方方固固定定一一导导体体棒棒，导导体体棒棒中中通通有有垂垂直直纸纸面面向向外外的的电电流流，此此时时磁磁铁铁对对水水平面的压力为平面的压力为N2.则以下说法正确的是则以下说法正确的是()A弹簧长度将变长，弹簧长度将变长，N1N2B弹簧长度将变长，弹簧长度将变长，N1N2D弹簧长度将不变，弹簧长度将不变，N1N2D第第41页页/共共50页页C 第第42页页/共共50页页B
27、在在没没有有电电磁磁弹弹射射器器的的情情况况下下，飞飞机机所所受受牵牵引引力力F2.1105 NC在在电电磁磁弹弹射射器器与与飞飞机机发发动动机机同同时时工工作作时时，若若只只增增大电流，则起飞的距离将更小大电流，则起飞的距离将更小D在在电电磁磁弹弹射射器器与与飞飞机机发发动动机机同同时时工工作作时时，电电磁磁弹弹射器安培力对飞机所做的功射器安培力对飞机所做的功W为为2.94107 J第第43页页/共共50页页10如图所示，在竖直向下的匀强磁如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为，导轨上放有质量为m的金的金属棒属棒M
28、N，棒与导轨间的动摩擦因数，棒与导轨间的动摩擦因数为为，现从，现从t0时刻起，给棒通以图时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流大小与时间成正比，即示方向的电流，且电流大小与时间成正比，即Ikt，其中，其中k为正恒量若金属棒与导轨始终垂直，则如为正恒量若金属棒与导轨始终垂直，则如下图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图下图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中正确的是中正确的是()C第第44页页/共共50页页【解析解析】当当FfBILBLktmg时，棒沿导轨向下减速；在棒停时，棒沿导轨向下减速；在棒停止运动前，棒所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为止运动前，棒所受摩擦力为滑动摩擦力，大小为
29、FfBLkt；当棒停止运动时，摩擦力立即变为静摩擦力，；当棒停止运动时，摩擦力立即变为静摩擦力，大小为大小为Ffmg，故选项，故选项C正确正确第第45页页/共共50页页11如图所示，质量为如图所示，质量为60 kg的导体的导体棒长度棒长度S20 cm，棒两端分别与长，棒两端分别与长度度L30 cm的细导线相连，悬挂在的细导线相连，悬挂在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度度B0.5 T当导体棒中通以稳恒电流当导体棒中通以稳恒电流I后，棒向上摆后，棒向上摆动动(摆动过程中摆动过程中I始终不变始终不变)，最大偏角，最大偏角45，求：导体，求：导体棒中电流棒中电流I的大小的
30、大小第第46页页/共共50页页1212如图所示为一电流表的如图所示为一电流表的原理示意图质量为原理示意图质量为m m的均的均质细金属棒质细金属棒MNMN的中点处通的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的过一挂钩与一竖直悬挂的弹弹簧簧相相连连，绝绝缘缘弹弹簧簧劲劲度度系系数数为为k k.在在矩矩形形区区域域abcdabcd内内有有匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度大大小小为为B B，方方向向垂垂直直纸纸面面向向外外与与MNMN的的右右端端N N连连接接的的一一绝绝缘缘轻轻指指针针可可指指示示标标尺尺上上的的读读数数，MNMN的的长长度度大大于于abab.当当MNMN中中没没有有电电流流通通过过且且处处于于平平衡衡状状态态时时，MNMN与与矩矩形形区区域域的的cdcd边边重重合合：当当MNMN中中有有电电流流通通过时，指针示数可表示电流强度过时，指针示数可表示电流强度【再上台阶再上台阶】第第47页页/共共50页页第第48页页/共共50页页第第49页页/共共50页页感谢您的观看。感谢您的观看。第第50页页/共共50页页