2024高考物理一轮复习 第49讲 磁场及其对电流的作用（课件）

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1、理解和掌握安培定则以及安培力大小和方向的计算与判断。2、能够应用力学知识分析安培力作用下导线的平衡和加速问题。
(1)确定磁场场源,如通电导线。(2)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M、N在c点产生的磁场磁感应强度分别为BM、BN。(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中c点的合磁场磁感应强度为B。
知识点2 磁场叠加问题的分析思路
1．如图，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，下列说法正确的是（　　）A．a、b、c的N极都向纸里转B．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转D．b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转
考向1 安培定则的应用
【答案】B【详解】圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，圆环有逆时针方向的电流，根据右手螺旋定则可知，圆环内部磁场方向向外，，圆环外部磁场方向向里，则b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转。故选B。
知识点1 安培力的大小
1.安培力公式：F＝ILBsin θ。2．两种特殊情况：(1)当I⊥B时，F＝BIL。(2)当I∥B时，F＝0。3．弯曲通电导线的有效长度
(1)当导线弯曲时，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。
知识点2 安培力的方向
1.安培力方向的判断(1)判断方法：左手定则。(2)方向特点：既垂直于B，也垂直于I，所以安培力一定垂直于B与I决定的平面。2.合安培力的两种分析思路思路一：先分析通电导线所在处的合磁场的大小和方向，由左手定则判断安培力的方向，由F合＝IB合lsin θ，求合安培力的大小。思路二：根据同向电流相互排斥，异向电流相互吸引，结合力的平行四边形定则，分析合安培力的大小和方向或某个安培力的大小和方向。
考向1 安培力的大小计算
考向2 安培力的方向判断
【答案】C【详解】上下两端导线在PQ处产生磁场与PQ平行。已知BC段导线单独存在时，PQ受到的安培力大小为F。AD与BC和PQ的电流方向分别相同和相反，根据同向电流相互吸引反向电流相互排斥可知ABCD回路给PQ的安培力为2F，方向水平指向AD。故选C。
知识点 通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路
(1)选定研究对象。(2)变三维为二维，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安⊥B、F安⊥I；如图所示。 (3)列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解。
考向1 通电导线在磁场中的平衡问题
2．某实验小组的同学模拟了电磁炮的发射，如图所示为电磁炮的简易图，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，当导体棒中通有如图方向的恒定电流时，导体棒所受的安培力为重力的2.25倍，导体棒在轨道上的位移为x=0.1m时的速度为v=2m/s，重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（　　） A．导体棒的运动时间为0.2sB．导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.25C．仅使导体棒的位移加倍，导体棒的速度加倍D．仅将电流增大到原来的4倍，导体棒的位移为0.1m时其速度为4m/s
考向2 通电导线在磁场中的加速问题
（2022年江苏卷高考真题）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
【答案】C【详解】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，右侧部分的磁场方向斜向下方，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。