[[高三物理幻燈片]]高三物理第一輪復(fù)習(xí)《磁場(chǎng)》ppt課件_第1頁(yè)
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1、第一講 描述磁場(chǎng)的基本物理量 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用,第三章 磁場(chǎng),一、磁場(chǎng)基本概念,1、磁場(chǎng)由什么產(chǎn)生?,磁體、電流、變化的電場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)電荷,2、磁場(chǎng)的基本性質(zhì)是什么?,對(duì)放入磁場(chǎng)中的磁體、通電導(dǎo)線、運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用,作用本質(zhì):磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)的作用,常見(jiàn)的磁作用,3、最早揭示磁現(xiàn)象的電本質(zhì)的科學(xué)家是誰(shuí)?它提出了什么假說(shuō)?,安培,安培分子電流假說(shuō):在原子分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在著一種環(huán)形電流------分子電流,分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒

2、都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極.,為什么有的物體無(wú)磁性,有的物體有磁性?,4、最早發(fā)現(xiàn)電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)的科學(xué)家是誰(shuí)?,奧斯特,【總結(jié)】導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)南北方向放置,若東西方向放置則導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)在統(tǒng)一直線上,【例題】.在重復(fù)奧斯特的電流磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí),為使實(shí)驗(yàn)方便且效果明顯,通電直導(dǎo)線應(yīng)  (    )A.平行于南北方向,位于小磁針上方B.平行于東西方向,位于小磁針上方C.平行于東南方向,位于小磁針下方D.

3、平行于西南方向,位于小磁針下方,A,二、磁場(chǎng)描述(定性),1、磁場(chǎng)的方向是如何規(guī)定的?,1)小磁針靜止時(shí)N極指向2)小磁針N極的受力方向3)磁感線在該點(diǎn)的切線方向,二、磁場(chǎng)描述(定性)-磁感線,2、常見(jiàn)磁場(chǎng)磁感線,特點(diǎn),1、疏密表示強(qiáng)弱,切線方向表示B的方向2、閉合,磁體外N到S磁體內(nèi)S到N3、非實(shí)際存在4、不相交、不相切,電流磁場(chǎng)的確定方法-右手安培定則,握??!,安培定則:判斷電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的法則(兩種不同形式),【例題】.

4、對(duì)于磁感線的認(rèn)識(shí),下列說(shuō)法中正確的是 (   )A.磁場(chǎng)是由磁感線組成的B.畫(huà)出磁感線的地方一定存在著磁場(chǎng),沒(méi)畫(huà)出磁感線的地方一定不存在磁場(chǎng)C.磁感線上任一點(diǎn)的切線方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向D.在有磁場(chǎng)的空間內(nèi),任何一點(diǎn)只能畫(huà)出一條磁感線,CD,,地磁場(chǎng)特點(diǎn),,6.地球的磁場(chǎng):地球的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似,其主要特點(diǎn)有三個(gè),●(1)地磁場(chǎng)的N極在地球南極附近,S極在地球北極附近,磁感線分布如圖11.1-1所示.●(2)地磁場(chǎng)B

5、的水平分量(Bx)總是從地球南極指向地球北極,而豎直分量(By)在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.●(3)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)度相等,且方向水平向北.,三、磁場(chǎng)的描述(定量),定義: 一小段通電直導(dǎo)線,垂直磁感線放在磁場(chǎng)某處時(shí),受到的安培力F與IL的比值稱為該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。,1、磁感強(qiáng)度B,方向:,磁場(chǎng)方向,定義式:,此公式不是決定式!,思考:某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

6、的決定因素是什么?,點(diǎn)定B定:就是說(shuō)磁場(chǎng)中某一點(diǎn)定了,則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與方向都是定值.,●勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等.,●磁場(chǎng)的疊加:空間某點(diǎn)如果同時(shí)存在兩個(gè)以上電流或磁體激發(fā)的磁場(chǎng),則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是各電流或磁體在該點(diǎn)激發(fā)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和,滿足矢量運(yùn)算法則.,2、磁通量Φ,(1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積叫穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量。,(2)定義式:Φ=BS,(3)對(duì)此定義式的理解:a 、適用勻強(qiáng)磁

7、場(chǎng);b 、B和S垂直;C、S為磁場(chǎng)實(shí)際占有的面積d、 與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān),【例】如圖所示,一水平放置的矩形閉合線圈abcd在細(xì)長(zhǎng)磁鐵N極附近下落,保持bc邊在紙外,ad邊在紙內(nèi),由圖中的位置Ⅰ經(jīng)過(guò)位置Ⅱ到位置Ⅲ,且位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近位置Ⅱ,在這個(gè)過(guò)程中,線圈中的磁通量A.是增加的; B.是減少的C.先增加,后減少; D.先減少,后增加,解析:,解析:條形磁鐵在 N極附近的分布情況如圖所示,由圖可知線圈中磁通量是先

8、減少,后增加.D選項(xiàng)正確,,例2、如圖所示,兩個(gè)同心圓線圈a 、b在同一平面內(nèi),半徑RaΦb B、 Φa = Φb C、 Φa<Φb D、無(wú)法確定,注意(1)磁通量等于穿過(guò)平面的磁感線的凈條數(shù); (2)注意區(qū)分S是磁場(chǎng)面積還是回路面積。,A,,(1)安培力磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力稱安培力,其大小為F =BILsinθ, 其中θ表示電流方向與磁感強(qiáng)度方向的夾角.,四、安培力---磁場(chǎng)通電導(dǎo)線的作用,四

9、、安培力---磁場(chǎng)通電導(dǎo)線的作用,1、方向:左手定則,2、大小當(dāng)B∥L時(shí)當(dāng)B⊥L時(shí),3、適用條件,F=BIL,F=0,,,勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,F =BILsinθ,由左手定則可知:安培力F一定垂直B、I所組成的平面.,4、安培力的大小特點(diǎn):,★不僅與B、I、L有關(guān),還與放置方式有關(guān),夾角,★L(fēng)是有效長(zhǎng)度,不一定是導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度,注意:閉合的通電線圈在磁場(chǎng)中的受到的合的磁場(chǎng)力為 零,5、安培力、磁感強(qiáng)度、電流三者方向關(guān)系,★安培力的方向總垂直

10、于電流和磁感線所確定的平面,●已知F和B的方向,當(dāng)導(dǎo)線的位置確定時(shí),可唯一確定電流I的方向,●已知電流I和B的方向,可用左手定則唯一確定F的方向,●已知F和I的方向,磁感強(qiáng)度B的方向不能唯一確定,【總結(jié)】●兩同向電流互相吸引,兩反向電流互相排斥;●螺線管通電后,在軸向上有收縮趨勢(shì),徑向有擴(kuò)張的趨勢(shì),兩導(dǎo)線間的相互作用力?,通電后沿軸線方向和半徑方向的力的方向?,解題方法:1)選取一小段電流元 2)確定該點(diǎn)的磁場(chǎng) 3)應(yīng)用左手

11、定則判斷其受力 4)確定其運(yùn)動(dòng)情況,方法2:環(huán)形電流等效小磁針或 小磁針等效環(huán)形電流,【重要】最終 同向吸引,【典型題】、兩條直導(dǎo)線相互垂直,如圖所示,但相隔一個(gè)小距離,其中一條AB是固定的,另一條CD能自由轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)直流電流按圖示方向通入兩條導(dǎo)線時(shí),CD導(dǎo)線將……( )A、順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)靠近導(dǎo)線ABB、順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線ABC、逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)離開(kāi)導(dǎo)線ABD、逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)靠近導(dǎo)線AB,A

12、,【結(jié)論】:兩通電導(dǎo)線有達(dá)到電流方向相同,并靠近的趨勢(shì),例5:如圖所示,條形磁鐵放在水平桌面上,它的正中央上方固定一長(zhǎng)直導(dǎo)線,導(dǎo)線與磁鐵垂直.給電線通以垂直紙面向外的電流,則A、磁鐵對(duì)桌面壓力增大,要受桌面摩擦力作用B、磁鐵對(duì)桌面壓力增大,不受桌面摩擦力作用C、磁鐵對(duì)桌面壓力減小,要受桌面摩擦力作用D、磁鐵對(duì)桌面壓力減小,不受桌面摩擦力作用,如果導(dǎo)線不在磁鐵的中心呢?,D,例:如圖所示,MN、PQ為平行光滑導(dǎo)軌,其電阻忽略不計(jì),

13、與地面成30°角固定.NQ間接一電阻R′=1.0Ω,MP端與電池組和開(kāi)關(guān)組成回路,電動(dòng)勢(shì)E=6V,內(nèi)阻r=1.0Ω,導(dǎo)軌區(qū)域加有與兩導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng).現(xiàn)將一條質(zhì)量m=40g,電阻R=1.0Ω的金屬導(dǎo)線置于導(dǎo)軌上,并保持導(dǎo)線ab水平.已知導(dǎo)軌間距L=0.1m,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通后導(dǎo)線ab恰靜止不動(dòng).試計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度大??;,若軌道有粗糙,欲使金屬桿靜止在軌道上,B的取值范圍?,,【典型題】質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ的

14、平行導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌寬度為d,桿ab與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)為μ.有電流時(shí)aB恰好在導(dǎo)軌上靜止,如圖所示,如圖所示是沿ba方向觀察時(shí)的四個(gè)平面圖,標(biāo)出了四種不同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向,其中桿與導(dǎo)軌間摩擦力可能為零的是,對(duì)A圖:,對(duì)B圖:,對(duì)C圖:,對(duì)D圖:,若F安cosθ=mgsinθ,則f=0.,若F安=mg,則N=0,f=0.,N≠0,f≠0.,F安cosθ-mgsinθ=0,AB,【較難題】如圖所示,電源電動(dòng)勢(shì)E=2V,r=0.5Ω,豎直導(dǎo)軌電

15、阻可略,金屬棒的質(zhì)量m=0.1kg,R=0.5Ω,它與導(dǎo)體軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,有效長(zhǎng)度為0.2 m,靠在導(dǎo)軌的外面,為使金屬棒不下滑,我們施一與紙面夾角為600且與導(dǎo)線垂直向外的磁場(chǎng),(g=10 m/s2)求:(1)此磁場(chǎng)是斜向上還是斜向下?(2)B的范圍是多少?,解析:,導(dǎo)體棒側(cè)面受力圖如圖所示,由平衡條件得:B最小時(shí)摩擦力沿導(dǎo)軌向上,則有,μFN+BILcos300=mg,,FN=BILsin300 解得B=2.34

16、T,當(dāng)B最大時(shí)摩擦力沿導(dǎo)軌向下,則有BILcos300=mg+μFN,FN=BILsin300 解得B=3.75 T,B的范圍是2.34T – 3.75 T,,【練習(xí)題】在傾角為θ的斜面上,放置一段通有電流強(qiáng)度為I,為L(zhǎng),質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒a,(通電方向垂直紙面向里),如圖所示,棒與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ<tanθ.欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,應(yīng)加勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度B最小值是多少? 如果要求導(dǎo)體棒a靜止在斜面上且對(duì)斜面無(wú)壓力,則所加

17、勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度又如何?,解析:,(1)設(shè)當(dāng)安培力與斜面成α角時(shí)B最小,則由平衡條件得:,,mgsinθ=μFN+BILcosα, FN=mgcosθ+BILsinα.,解得,,,∴當(dāng)α+β=900時(shí),,,(2)當(dāng)FN=0時(shí),則BIL=mg,∴BIL=mg,由左手定則知B方向水平向左.,【6】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)

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