2011届高考物理第一轮总复习教案035

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1、2011届高考物理第一轮总复习教案035第2讲磁场的描述磁场对电流的作用教学目标1知道磁场、磁感应强度、磁感线2能判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向3了解安培力、安培力的方向，会计算匀强磁场中的安培力重点：匀强磁场中安培力的受力分析、方向判断以及计算难点：匀强磁场中安培力的受力分析、方向判断以及计算知识梳理一、磁场1．磁场的方向：（1）磁感线在该点的切线方向;（2）规定在磁场中任意一点小磁针北极的受力方向（小磁针静止时N极的指向）为该点处磁场方向。（3）对磁体：外部(NS)，内部(SN)组成闭合曲线；这点与静电场电场线(不成闭合曲线)不同。（4）电流产生的

2、磁场方向用安培左手定则判断2．地磁场的磁感线分布特点：要明确三个问题：(磁极位置?赤道处磁场特点?南北半球磁场方向?)（1）地球是一个巨大的磁体、地磁的N极在地理的南极附近，地磁的S极在地理的北极附近；（2）地磁场的分布和条形磁体磁场分布近似；（3）在地球赤道平面上，地磁场方向都是由北向南且方向水平（平行于地面）；3．磁感应强度（1）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L之乘积IL的比值叫做磁感应强度，定义式为。（条是匀强磁场，或非匀强磁场中L很小，并且L⊥B）磁感应强度是矢量，其方向就是磁场方向。单位是特斯拉，符号为T，

3、1T=1N/(Aᠶ)=1g/(Aᠶs2)（2）对定义式的理解：①定义式中反映的F、B、I方向关系为：B⊥I，F⊥B，F⊥I，则F垂直于B和I所构成的平面。②定义式可以用量度磁场中某处磁感应强度，不决定该处磁场的强弱，磁场中某处磁感应强度的大小由磁场自身性质决定。③磁感应强度是矢量，其矢量方向是小磁针在该处的北极受力方向，与安培力方向是垂直的。④如果空间某处磁场是由几个磁场共同激发的，则该点处合磁场（实际磁场）是几个分磁场的矢量和；某处合磁场可以依据问题求解的需要分解为两个分磁场；磁场的分解与合成必须遵循矢量运算法则。二、安培力1．安培力

4、的大小：（1）安培力的计算公式：F＝BIL，条为磁场B与直导体L垂直。（2）导体与磁场垂直时，安培力最大；当导体与磁场平行时，导体与磁场平行，安培力为零。（3）F＝BIL要求L上各点处磁感应强度相等，故该公式一般只适用于匀强磁场。2．安培力的方向：（1）安培力方向用左手定则判定：伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向。（2）F、B、I三者间方向关系：已知B、I的方向（B、I不平行时），可用左手定则确定F的唯一方向：F⊥B，

5、F⊥I，则F垂直于B和I所构成的平面，但已知F和B的方向，不能唯一确定I的方向。由于I可在图中平面α内与B成任意不为零的夹角。同理，已知F和I的方向也不能唯一确定B的方向。3安培力的综合运用（1）从能的转化看，安培力做了多少正功，就有多少电能转化为其他能量（如动能），安培力做了多少负功，表明就有多少机械能转化为电能。（2）安培力的力矩：匀强磁场中题型讲解1磁场、磁感应强度有一小段通电导线，长为1，电流强度为A，把它置于磁场中某点，受到的磁场力为01N，则该点的磁感应强度B一定是A．B=2TB．B≤2T．B≥2TD．以上情况都有可能【答案】2受力分析（1）如图所

6、示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流。用N表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较(A)N减小，f=0(B)N减小，f᠒0()N增大，f=0(D)N增大，f᠒0【解析】如图1画出一条通过电流I处的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则知电流I受安培力方向竖直向上，根据牛顿第三定律知，电流对磁铁的作用力F’方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用。故选()。【答案】点评：此题若直接由直线电流的磁场对条形磁

7、铁的作用分析，将很难得出结论。而先分析我们所熟悉的磁铁对电流的作用，再由牛顿第三定律变换研究对象，过渡到条形磁铁受力，就较容易得出结论。（2）如图所示，两根平行放置的导电轨道，间距为L，倾角为ɥ，轨道间接有电动势为E(内阻不计)的电，现将一根质量为、电阻为R的金属杆ab与轨道垂直放于导电轨道上，轨道的摩擦和电阻均不计，要使ab杆静止，所加匀强磁场的磁感强度至少多大？什么方向？【解析】以金属杆为研究对象，受力情况如下图所示，当安培力平行于轨道向上时F安最小。则gsinɥ᠄F安=0，F安=BIL，I=。解得所以要使ab杆静止至少加一

8、个磁感强度大小为、方向垂直于轨道平面向