高考物理一轮复习 8.1 磁场的描述 磁场对电流的作用课件

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【知识存盘】 1．磁感线
图8-1-2
反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，
c、d位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均
相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是
( )．
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A．O点处的磁感应强度为零 B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反 C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同 D．a、c两点处磁感应强度的方向不同 解析 根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识 求解．根据安培定则判断：两直线电流在O点产生的磁场方 向均垂直于MN向下，O点的磁感应强度不为零，故A选项错 误；a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故B选项 错误；根据对称性，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方 向相同，故C选项正确；a、c两点的磁感应强度方向相同， 故D选项错误． 答案 C
立体图
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横截面图 纵截面图
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安培力、安培力的方向 Ⅰ(考纲要求) 匀强磁场中的安培力 Ⅱ(考纲要求)

温故自查
1．安培力的方向
(1)安培力: 通电导线在磁场中受的力．实验表明安培
力的方向与 磁场方、向
电流都方有向关系．
(2)左手定则: 伸开左手，让拇指与其余四指，垂并直且都
与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指
指向
电流的方，向这时拇指所指的方向就是通电导线
在磁场中所受安培力的方向．
(3)两平行的通电直导线，同向电流互相 吸引 ，异
1．定义: 磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，在 磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电 流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处 的磁感应强度，用B表示，即B＝F/IL.
磁感应强度的单位由F、I和L的单位决定，在国际单 位中，B的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T.1T＝ 1N/(A·m)．
2．通电螺线管内部的磁场是匀强磁场，且由S极指 向N极.
温故自查 1．磁感应强度 (1)物理意义: 表示磁场强弱的物理量． (2)定义: 在磁场中垂直磁场方向的通电导线，受到的 安培力跟电流和导线长度的乘积的比值． (3)表达式:
(4)矢量性: 方向为该点的磁场方向，即通过该点的磁 感线的切线方向．
A．a点
B．b点
C．c点
D．d点
[解析] I1和I2的磁场方向分别为逆时针和顺时针方
向，那么c、d两点的磁场方向不可能相反，由c、d两点的
磁感应强度不可能为零，故C.D错误．当I1大于I2时，b点
的磁感应强度可能为零；当I1小于I2时，a点的磁感应强
度可能为零，选项A、B正确．
[答案] AB
命题规律 根据通电导体或磁体所受的安培力，判
注意: 1.在应用安培(右手螺旋)定则判定直线电流和 通电螺线管(环形电流可视为单匝螺线管)的磁场方向时， 应注意分清“因”和“果”: 在判定直线电流的磁场方向 时，大拇指指向“原因——电流方向”，四指指向“结 果——磁场绕向”，大拇指指向“结果——螺线管内部沿 中心轴线的磁感线方向，即指向螺线管的N极”．

电磁感应现象的应用包括交流发电机 、变压器、感应电动机等。
04
磁场与现代科技
磁记录技术
01
02
03
磁记录技术
利用磁场对电流的作用， 将信息记录在磁性材料上 ，如硬盘、磁带等。
磁记录原理
当电流通过导线时，会产 生磁场，这个磁场可以改 变磁性材料的磁化方向， 从而记录二进制信息。
磁记录应用
磁记录技术广泛应用于计 算机、音频和视频领域， 用于数据存储和信息传输 。
04
电机的工作原理涉及到 磁场、电流、机械能、 电能之间的相互作用和 转换。
电磁铁的应用
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04
电磁铁是一种利用电流产生磁 场的装置，广泛应用于电力、
交通、通讯等领域。
在电力领域，电磁铁用于制造 发电机和电动机的核心部件，
如转子、定子等。
在交通领域，电磁铁用于制造 地铁、高铁的牵引电机和刹车
磁悬浮列车
磁悬浮列车
利用磁场对电流的作用，使列车 悬浮在轨道上行驶，实现无接触
运输。
磁悬浮原理
通过强大的电磁场产生吸引力或排 挤力，使列车与轨道之间产生一定 距离，从而实现列车悬浮和导向。
磁悬浮列车优点
速度快、无摩擦、低噪音、低维护 成本等。
核磁共振成像技术
核磁共振成像技术
核磁共振成像应用
利用磁场对带电粒子的作用，测量生 物组织中的氢原子核的共振信号，生 成图像。
磁场的描述磁场对电流的作 用课件
目录
• 磁场的基本概念 • 磁场对电流的作用 • 磁场与电流的相互作用实例 • 磁场与现代科技 • 磁场安全与防护
01
磁场的基本概念
磁场定义
磁场是磁力作用的场，存在于磁体、 电流和变化的电场周围。

2．几种常见的磁场 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)
教材梳理
(2)磁感线的特点 ①磁切感线线上某点的_____方向就是该点的磁场方向． ②磁感线的疏密强程弱度表示磁场_____． 闭合③磁感线是_____曲线，没有起点和终点．在磁体外部，从N极指 向S极，在磁体内部，从S极指向N极． ④磁感线是假相想交的曲线中，断不_____、不_____、不相切．
3．(对安培力的理解)(2014·高考新课标 Ⅰ卷)关于通电直导线在匀强磁场中所 受的安培力，下列说法正确的是( ) A．安培力的方向可以不垂直于直导线 B．安培力的方向总是垂直于磁场的方 向 C．安培力的大小与通电直导线和磁场 方向的夹角无关 D．将直导线从中点折成直角，安培力 的大小一定变为原来的一半
考点二 安培力作用下导体的平衡与加速
考点阐释
2．安培力作用下导体的平衡问题与力学中的平衡问题分析方法相 同，只不过多了安培力，解题的关键是画出受力分析图． 3．安培力作用下导体的加速问题与动力学问题分析方法相同，关 键是做好受力分析，然后根据牛顿第二定律求出加速度．
考点二 安培力作用下导体的平衡与加速
且导线保持静止时悬线与竖直方向夹角为θ.磁感应
强度方向和大小可能为( )
BC
A．z 正向，mILgtan θ B．y 正向，mILg C．z 负向，mILgtan θ D．沿悬线向上，mILg sin θ
答案 解析 图片显/隐
考点二 安培力作用下导体的平衡与加速
题组设计
若 B 沿 y 正向，导线受到的安培力竖直向上，如图乙所示．当
F (2)I定L 义式：B＝ _____(通电导线垂直于磁场)．
(3)方向：N极小磁针静止时____的指向． 特斯拉(4)单位： _______，符号T.

(1)在应用左手定则判定安培力方向时，磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面． (2)有时导体在安培力作用下会出现平动和转动，这时可以应用特殊位置法．
[例3] 如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流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 [思路点拨] 首先明确常见磁场的磁感线分布情况，然后取“电流元”，用左手定则判定其受力方向，特别注意电流旋转后，有了垂直于纸面的分量而导致向下受力．
一、磁场及其描述 1．定义：磁场是磁体、电流周围存在的一种特殊物质． 2．方向：磁场中任一点小磁针N极所受 的方向为该点的磁场方向． 3．磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体、电流和运动电荷都有磁场力的作用． 4．磁感应强度： (1)物理意义：描述 的物理量． (2)方向：小磁针 时N极所指的指向．
3．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如下图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( )
解析：电流与磁场平行放置时不受磁场力，选项A错误；电流与磁场垂直放置时，由左手定则知选项D正确． 答案：D
4.如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1 m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体的质量M＝0.3 kg，棒与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5，匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g取10 m/s2)

第八章 磁 场
【知识梳理】 知识点1:磁场(b)、磁感应强度(c) 1.磁场: (1)基本性质:磁场对处于其中的磁体、电流和运动 电荷有_磁__场__力__的作用。 (2)方向:小磁针的_N_极__所受磁场力的方向。Biblioteka 2.磁感应强度:F
(1)定义式:B=__IL__(通电导线垂直于磁场)。 (2)方向:小磁针静止时_N_极__的指向。
②让磁感线从掌心进入,并使四指指向_电__流__方向。 ③_拇__指__所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力 的方向。 (2)两平行的通电直导线间的安培力:同向电流互相 _吸__引__,异向电流互相_排__斥__。
2.匀强磁场中安培力的大小: (1)当磁场与电流_垂__直__时,安培力最大,Fmax=BIL。 (2)当磁场与电流_平__行__时,安培力等于零。
知识点2:磁感线、通电直导线和通电线圈周围磁场的 方向(b) 1.磁感线:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的 _切__线__方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。
2.常见电流的磁场:
通电直导线
安 培 定 则
通电螺线管
环形电流
知识点3:安培力、安培力的方向 匀强磁场中的安培力 (d) 1.安培力的方向: (1)左手定则。 ①伸出左手,让拇指与其余四指_垂__直__,并且都在同一个 平面内。
【秒判正误】 (1)奥斯特发现了电流可以产生磁场。 ( √ ) (2)磁场中某点磁感应强度的大小,跟放在该点的试探 电流元的情况无关。 ( √ ) (3)磁场中某点磁感应强度的方向,跟放在该点的试探 电流元所受磁场力的方向一致。 ( × ) (4)磁感线是真实存在的。 ( × )
(5)在同一幅图中,磁感线越密,磁场越强。 ( √ ) (6)将通电导线放入磁场中,若不受安培力,说明该处 磁感应强度为零。 ( × ) (7)安培力可能做正功,也可能做负功。 ( √ ) (8)判断通电导线周围磁感线的方向用左手握导 线。 ( × ) (9)通电导线在磁场中一定受安培力作用。 ( × )

考点一
对磁感应强度的理解
(1)磁感应强度由磁场本身决定，就像电场强度由电场本身决 定一样，跟该位置放不放通电导线、电流的大小无关． F (2)不能根据公式 B＝ 就说 B 与 F 成正比，与 IL 成反比． IL (3)磁感应强度 B 的定义式也是其度量式． (4)磁感应强度是矢量，其方向是放入其中的小磁针静止时 N 极的指向，空间中磁场叠加，在某一点的磁场方向即该点的磁感 应强度的方向只有一个，即合磁场方向，应用平行四边形定则来 求该点的磁感应强度．
5．通电矩形线框abcd与长直通电导线MN 在同一平面内，如图8－1－2所示，ab边与MN 平行．关于MN的磁场对线框的作用力，下列说 法正确的是( )． A．线框有两条边所受的安培力方向相同 B．线框有两条边所受的安培力大小相等 图 8－1－2 C．线框所受的安培力的合力方向向左 D．线框所受的安培力的合力为零 解析 由安培定则可知导线MN在线框处所 产生的磁场方向垂直于纸面向外，再由左手定 则判断出bc边和ad边所受安培力大小相等，方 向相反．ab边受到向右的安培力Fab，cd边受到
越弱
2．几种电流的磁场分布 与条形磁铁的磁场
安培 定则
直线电流的磁场 立体 图 横截 面图 纵截 面图
通电螺线管的磁场 环形电流的磁场
1．安培力的大小 BIL (1)磁场和电流垂直时：F＝ . (2)磁场和电流平行时：F＝0. 2．安培力的方向 (1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与 电流的方向 其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平 安培力的方向 面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指 B和I 向 ，这时拇指所指的方向就是通 电导线在磁场中所受 ． (2)安培力的方向特点：F⊥B，F⊥I，即F垂
答案 D
【变式1】 有两根长直导线a、b互相平行放置，如图8 －1－3所示为垂直于导线的截面图．在图示的 平面内，O点为两根导线连线的中点，M、N为 两根导线附近的两点，它们在两导线的中垂线 上，且与O点的距离相等．若两导线中通有大小 相等、方向相同的恒定电流I，则关于线段MN上 各点的磁感应强度的说法中正确的是( )． A．M点和N点的磁感应强度大小相等，方 向相同 B．M点和N点的磁感应强度大小相等，方 向相反 图 8－1－3 C．在线段MN上各点的磁感应强度都不可

第 1 讲 磁场的描述 磁场对电流的作用 考纲下载：1.磁场、磁感应强度、磁感线(Ⅰ) 2.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向(Ⅰ) 3．安培力、安培力的方向(Ⅰ) 4.匀强磁场中的安培力(Ⅱ)
主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能
1．磁场、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
(2)电流周围的磁场(安培定则)
磁场 项目
直线电流的磁场
通电螺线管的磁场
环形电流的磁场
特点
与条形磁铁的磁场相 环形电流的两侧
无磁极、非匀强
似，管内为匀强磁场 是 N 极和 S 极且
磁场且距导线越
且磁场最强，管外为 离 圆 环 中 心 越
远处磁场越弱
非匀强磁场
远，磁场越弱
安培力的大小 ①磁场和电流垂直时：F＝ BIL 。 ②磁场和电流平行时：F＝0。 (2)安培力的方向 ①用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直， 并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指 指向 电流 的方向，这时 拇指 所指的方向就是通电导线在磁 场中所受安培力的方向。
解析：选 D 磁感应强度是磁场本身的属性，在磁场中某 处的磁感应强度为一恒量，其大小可由 B＝IFL计算，与试探电 流元的 F、I、L 的情况无关，A 错；磁感应强度的方向规定为 小磁针 N 极所受磁场力的方向，与放在该处的电流元受力方向 垂直，B 错；当试探电流元的方向与磁场方向平行时，电流元 所受磁场力虽为零，但磁感应强度却不为零，C 错；磁感线的 疏密是根据磁场的强弱画出的，磁感线越密集的地方，磁感应 强度越大，磁感线越稀疏的地方，磁感应强度越小，故 D 正确。
核心考点·分类突破——析考点 讲透练足
考点一 磁感应强度 磁感线 可从以下三点理解磁感应强度 1．磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式 B＝IFL 认为 B 与 F 成正比，与 IL 成反比。 2．测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入，如

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思想方法
安培力作用下的力学问题分析方法
安培力作用下的力学问题主要有两类:一是安培力作用下导体的平衡和加 速问题;二是与安培力有关的功能关系问题。解决此类问题的一般方法步 骤如下: (1)选取合适的研究对象。 (2)受力分析(注意把立体图画成平面图,可使受力关系清楚明了)。 (3)根据运动状态或运动过程选择规律。主要是力的平衡条件、牛顿运动 定律、运动学公式、动能定理、能量守恒定律等力学规律的灵活运用。 (4)列方程求解并检验。
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2.如图所示,直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远,它们的磁场互不影 响,开关S闭合,则小磁针的北极N(黑色一端)指出磁场方向正确的是 ( )
A.a、c C.c、d
B.b、c D.a、d
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2. 答案 A 据安培定则判断出:(1)AB直导线磁场在小磁针a所在位置垂 直纸面向外,所以小磁针a的N极指向正确;(2)C左侧为N极,内部磁场向左, 所以小磁针c的N极指向正确,小磁针b的N极指向不对;(3)D左为S极,右为N 极,所以小磁针d的N极指向也不正确。
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1-2 在匀强磁场中有一段直导线,长L=1 m,其中通有I=2 A的电流,因而受 到垂直于纸面向外的大小为F=2 N的磁场力作用。由此 ( ) A.既可以确定这个磁场的磁感应强度大小,又可以确定这个磁场的方向 B.可以确定磁感应强度的大小为B=1 T C.可以确定磁场的方向,但大小不能确定 D.磁感应强度的大小和方向均不能确定
强弱;磁感线 不能 相交,也 不能 相切。
4.安培定则
对于直线电流,右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与 电流 方
向一致,弯曲的四指所指的方向就是 磁感线 环绕的方向。

第八章 磁场
复习目标定位
1.磁场、磁感应强度、磁感线(Ⅰ) 2．通电直导线和通电线圈周围磁场的方向(Ⅰ) 3．安培力、安培力的方向(Ⅰ) 4．匀强磁场中的安培力(Ⅱ) 5．洛伦兹力、洛伦兹力的方向(Ⅰ) 6．洛伦兹力的公式(Ⅱ) 7．带电粒子在匀强磁场中的运动(Ⅱ) 8．质谱仪和回旋加速器(Ⅰ)
解读：知道什么是磁场以及对磁场的两种描述方法，磁感应 强度和磁感线；会应用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围 磁场的方向；掌握安培力的计算公式，会判断安培力方向；正确 掌握公式F＝BIL的使用条件，并能用来解决通电直导线在匀强 磁场中的动力学问题；知道什么是洛伦兹力，会判断正负粒子在 磁场中的受力方向，掌握洛伦兹力的表达式，会用来进行计算； 掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律；理解质谱仪 和回旋加速器的结构和工作原理．
1．安培力的方向 (1)左手定则：伸开左手，让拇指与其余四指 垂直 ，并且都 与手掌在同一个平面内．让磁感线垂直掌心进入，并使四指指向 __电__流___方向，这时 拇指 所指的方向就是通电导线在磁场中所 受安培力的方向． (2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相 吸引 ， 异向电流互相 排斥 ．
本章的考查热点主要集中在： 1．安培力的应用和带电粒子在磁场中的运动； 2．带电粒子在复合场中的运动．对磁场性质和安培 力的考查一般以选择题的形式出现．结合牛顿定律、运动 学公式以及能量的问题．往往以非选择题的形式出现．带 电粒子在磁场和电场，磁场和重力场以及磁场、电场、重 力场三场组成的复合场问题也是考查重点．带电粒子在复 合场中的运动，常考查质谱仪、速度选择器、回旋加速器、 电磁流量计、磁流体发电机等．带电粒子在组合场中的运 动也是高考命题的重点，试题一般分值较高，难度大．
第一讲 磁场及磁场对电 流的作用