2012高考物理一轮复习典例精析课件:第八章 磁场.ppt

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1、第八章磁场第1节磁场的描述磁场对电流的作用例1(2010·厦门模拟)把电流强度均为I,长度均为L的两小段通电直导线分别置于磁场中的1、2两点处时,两小段通电直导线所受磁场力的大小分别为F1和F2,若已知1、2两点处磁感应强度的大小关系为B1<B2,则必有()A.B1=F1/ILB.B2=F2/ILC.F1<F2D.以上都不对【点拨】注意到磁场对通电导线的作用力与导线和磁场方向的夹角有关.【解析】磁感应强度B的定义式B=F/IL,式中的F应理解为检验电流元(IL)垂直于B的方向放置时所受到的最大的磁场力,而此题中两小段通电导线在1、2两点处是否垂直于B不能确定,因此

2、A、B两选项中的等式不一定成立;正因为磁场对电流作用力的大小除与B、I、L有关外,还与导线与B的夹角有关,因此,无法比较F1和F2的大小,所以D正确.【答案】D1.有一小段通电导线,长为1cm,电流强度5A,把它置于磁场中,受到的磁场力为0.1N,则该处的磁感应强度B一定是()A.B=2TB.B≤2TC.B≥2TD.以上情况均可能【解析】当通电导线与磁场垂直时,磁感应强度最小,Bmin=F/IL=0.1/(5×1×10-2)T=2T,故B≥2T,选项C正确.【答案】C例2三条平行的直导线,分别垂直地通过一个纸面内的等腰直角三角形的三个顶点,如图所示.现使每条通电导

3、线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B,则O点的磁感应强度的大小和方向如何?【点拨】由安培定则确定各电流在O点的磁场方向----标出各磁感应强度的大小和方向-------矢量合成求合磁感应强度解析:根据安培定则,I1与I3在O点处产生的磁感应强度方向相同,I2在O点处产生的磁感应强度的方向与B1(B3)垂直如图所示.又知B1、B2、B3的大小均为B,根据矢量运算定则可知O点的磁感应强度大小为B0=51/2B.其方向在三角形所在平面内与斜边夹角为α,且tanα=2.2.上例中其他条件都不变,只改变电流的方向,试讨论O点的合磁感应强度的大小有哪几种情况?解析:当

4、电流I1、I3的方向相同时,两者在O点产生的磁场相互抵消,O点只剩下I2产生的磁场,其大小为B;当电流I1、I3的方向相反时,与例2的情形相似,B点合磁感应强度的大小固定仍为51/2B.例3如图所示,把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由移动,当导线通过电流I时,导线的运动情况是(从上往下看)()A.顺时针方向转动,同时下降B.顺时针方向转动,同时上升C.逆时针方向转动,同时下降D.逆时针方向转动,同时上升明确磁场感线的分布【点拨】根据磁场特点,将电流分段(电流元法)左手定则判断电流运动当转动后选取电流垂直纸面(特殊位置法)时,分析受力并判断运动情况

5、【解析】(1)电流元受力分析法:把直线电流等效为AO、BO两段电流元,蹄形磁铁磁感线分布以及两段电流元受安培力方向如图所示.可见,电线将逆时针转动.(2)特殊位置分析法:选导线转动90°的特殊位置(如图的虚线位置)来分析,判定安培力方向向下.故导线在逆时针转动的同时向下运动,所以C正确.【答案】C3.(2010·晋江模拟)如图所示,把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面.当线圈内通过如图所示的电流时,线圈将怎样运动?【解析】(1)等效分析法:把环形电流等效成图(a)所示的条形磁铁,可见两条磁铁只是相互吸引而没有转动.即线圈向

6、磁铁平移.(2)结论分析法:把条形磁铁等效成图(b)所示的环形电流,由图可见两电流方向相同,故两环形电流没有转动,只是相互吸引,即线圈将向磁铁平移.例4(2010·晋江模拟)质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上,通过MN的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成θ角斜向下,如图所示,求棒MN受到的支持力和摩擦力.【点拨】画出导体的截面图对导体进行受力分析由力的平衡列方程求解【解析】求解此题容易犯的错误是认为磁感应强度B与棒MN斜交成θ角.实际上尽管磁感线与平面成θ角,但磁场方向与棒MN仍是垂直的.由左手定则判断安培力的方向时,要注意安培力的方

7、向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向,即垂直于电流方向和磁场方向所决定的平面,棒MN受力分析如图所示.由平衡条件有水平方向:Ff=Fsinθ,竖直方向:FN=Fcosθ+mg,且F=BIL,从而得Ff=BILsinθ,FN=BILcosθ+mg.特别提示对此题可再改造一下,如将导轨右端垫高一个角度θ,成为一个斜面;使磁场沿各个不同的方向:(1)保持原方向;(2)竖直向下;(3)垂直斜面.请同学们分别求解这些情况下使导体棒平衡所需的电流.(最大静摩擦力为Fmax)4.如图所示,光滑的平行导轨倾角为θ,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流

8、电源,电路

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