11.1　磁场的描述　磁场对电流的作用——2027届高中物理一轮复习课件人教版（2019）（含答案）

这是一份11.1　磁场的描述　磁场对电流的作用——2027届高中物理一轮复习课件人教版（2019）（含答案），共36页。PPT课件主要包含了2电流的磁场，通电导线，IlB，IlBsinθ等内容，欢迎下载使用。
学习目标:1.了解磁场,掌握磁感应强度的概念,会用磁感线描述磁场。2.会判断通电直导线和通电线圈周围的磁场方向。3.会判断安培力的方向,会计算安培力的大小,了解安培力在生产、生活中的应用。
解析 1.√　2.√3.×　磁感线是为描述磁场而假想的曲线,实际并不存在。4.×　磁感线在磁体外部由N极指向S极,在内部由S极指向N极,形成闭合曲线。5.×　除赤道外,地磁场方向并非水平。南京处于北半球,磁场方向向北并向下倾斜。6.×　B是磁场本身的性质,与 I、L 无关。该式为比值定义式。7.×　可能因电流方向与磁场方向平行而导致安培力为零,不能断定B为零。
8.×　磁感应强度方向与电流元受力方向垂直,规定为小磁针N极受力方向。9.√10.×　左手定则仍适用,此时安培力大小为BILsin θ,其中θ为磁感应强度B的方向与电流I的方向之间的夹角。安培力的方向仍垂直于B与I构成的平面。
考点一　安培定则的应用与磁场的叠加
1.磁场与磁感应强度(1)磁场的基本性质磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有　　　　的作用。 (2)磁感应强度①物理意义:描述磁场的强弱和　　　　。 ②定义式:B=　　　　(通电导线垂直于磁场的情况下)。 ③方向:小磁针静止时N极所指的方向。④单位:特斯拉,简称特,符号为T。(3)匀强磁场磁场中各点的磁感应强度的大小　　　　、方向　　　　,磁感线是疏密程度相同、方向相同的平行直线。 
(4)地磁场①地磁的N极在地理　　　　附近,S极在地理　　　　附近,磁感线分布如图所示。 ②在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度　　　　,且方向水平　　　。 ③地磁场在南半球有竖直向上的分量,在北半球有竖直向下的分量。
2.磁感线的特点(1)磁感线上某点的　　　　方向就是该点的磁场方向。 (2)磁感线的疏密程度定性地表示磁场的　　　　。 (3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点,在磁体外部,从　　　　指向　　　　;在磁体内部,由　　　　指向　　　　。 (4)同一磁场的磁感线不中断、不　　　　、不相切。 (5)磁感线是假想的曲线,客观上并不存在。
3.几种常见的磁场(1)条形磁体和蹄形磁体的磁场(如图所示)
考向1　安培定则的应用典例1　(2025南通名校联盟联考)如图所示,直导线上AB两点、螺线管E、电磁铁D三者相距较远,其磁场互不影响,当开关S闭合后,小磁针N极(黑色端)指示磁场方向正确的是(　　)A.aB.bC.cD.d
考向2　磁场的叠加(1)定位空间中需求解磁场的点,利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向。如图所示,导线M、N在c点产生的磁场为BM、BN。(2)应用平行四边形定则进行合成,如图中的合磁场B。
考点二　安培力的大小和方向
1.安培力:　　 　　在磁场中受的力称为安培力。 2.安培力的大小(1)当B、I垂直时,F=　　　　。 (2)若B与I夹角为θ,将B沿垂直于I和平行于I的方向正交分解,取垂直分量,可得F=　　　　。 注意:θ是磁感应强度的方向与导线的夹角。当θ=0或180°,即磁感应强度的方向与导线平行时,F=0。
(3)通电导线的有效长度①当通电导线弯曲时,L是导线两端的有效直线长度(如图所示)。
②对于任意形状的闭合线圈,其有效长度均为零,所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零。
3.安培力的方向(左手定则)
(1)伸出左手,让拇指与其余四指　　　　,并且都在同一个平面内。 (2)让磁感线从掌心进入,并使四指指向　　　　方向。 (3)　　　　所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 垂直于磁场和电流决定的平面
考向1　安培力的方向典例3　(2022江苏卷)如图所示,两根固定的通电长直导线a、b相互垂直,a平行于纸面,电流方向向右,b垂直于纸面,电流方向向里,则导线a所受安培力方向(　　)A.平行于纸面向上B.平行于纸面向下C.左半部分垂直纸面向外,右半部分垂直纸面向里D.左半部分垂直纸面向里,右半部分垂直纸面向外
解析 根据安培定则,可判断出导线a左侧部分的空间磁场方向斜向右上方,右侧部分的磁场方向斜向右下方,根据左手定则可判断出左半部分垂直纸面向外,右半部分垂直纸面向里,故选C。
对点演练　(2025南京、盐城一模)如图所示,一段通以恒定电流的软导线处于匀强磁场中,导线两端位于同一高度。现将导线左端固定,右端水平向右缓慢移动。则磁场对通电导线的作用力(　　)A.变小B.不变C.变大D.先变大后变小
考点三　安培力作用下导体的平衡问题
通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合问题,这类题目的难点是题图往往具有立体性,各力的方向不易确定等。因此解题时一定要先把立体图转化为平面图,通过受力分析建立各力的平衡关系。(1)求解安培力作用下导体平衡问题的关键画受力图→三维图二维平面图,即通过画俯视图、剖面图、侧视图等,将立体图转换为平面受力图。
(2)求解安培力作用下导体平衡问题的基本思路①选定研究对象;②变三维图为二维图,如侧视图、剖面图或俯视图等,并画出平面受力分析图,其中安培力的方向要注意F⊥B、F⊥I;③列平衡方程。
考点四　安培力作用下的力学综合问题
安培力和重力、弹力、摩擦力一样,会使通电导体在磁场中平衡、转动、加速,也会涉及做功问题。解答时一般要用到动能定理、能量守恒定律等。
考向1　安培力作用下导体加速问题典例7　如图所示,水平地面上平行放置两根足够长的通电直导线a和b,电流大小相等,方向垂直纸面向里,竖直线MN位于直导线a、b的中垂面上。通电直导线c中的电流方向垂直纸面向外。现在从M点由静止释放直导线c,直导线c可沿中垂面落至地面上的N点。整个过程导线a和b静止不动,不计空气阻力,则由M点运动到N点的过程中(　　)A.导线c在M点受到的安培力水平向右B.导线c在M点受到的安培力竖直向下C.导线c可能做加速度一直增大的加速运动D.导线c可能做加速度一直减小的加速运动
解析 根据右手螺旋定则可知通电直导线a和b在M点的磁场方向如图所示,由矢量的叠加可知通电直导线a和b在M点的磁场方向水平向右,根据左手定则可知导线c在M点受到的安培力方向竖直向上,故A、B错误;距离N点无穷远处,磁感应强度为零,N点磁感应强度为零,所以从无穷远处到N点磁感应强度先增大后减小,由于不清楚M点的位置,所以通电直导线c所受安培力可能先增大后减小,也可能一直减小,结合牛顿第二定律mg-F=ma,可知导线c可能做加速度一直增大的加速运动,也可能先做加速度减小的加速运动再做加速度增大的加速运动,故C正确,D错误。
考向2　安培力做功问题典例8　“电磁炮”的原理结构示意图,如图所示。光滑水平加速导轨电阻不计,轨道宽为L=0.2 m。在导轨间有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度B=1×102 T。“电磁炮”弹体总质量m=0.2 kg,其中弹体在轨道间的电阻R=0.4 Ω。可控电源的内阻r=0.6 Ω,电源的电压能自行调节,以保证“电磁炮”匀加速发射。在某次试验发射时,电源为弹体提供的电流是I=4×103 A,不计空气阻力。求:(1)弹体所受安培力大小;(2)弹体从静止加速到4 km/s,轨道至少要多长;(3)弹体从静止加速到4 km/s过程中,该系统消耗的总能量。