高考物理二轮专题复习 磁场教案

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1、高考物理二轮专题复习磁场教案一、基本概念1．磁场的产生⑴磁极周围有磁场。⑵电流周围有磁场（奥斯特）。安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。⑶变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。2．磁场的基本性质磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用（对磁极一定有力的作用；对电流可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。3．磁感应强度（条件是L⊥B；在匀强磁场中或ΔL很小。）磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T，1T=1N/(Am)=1kg/(As2)4．磁感

2、线⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向。磁感线的疏密表示磁场的强弱。+—NS地球磁场条形磁铁蹄形磁铁⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线：地磁场的特点：两极的磁感线垂直于地面；赤道上方的磁感线平行于地面；除两极外，磁感线的水平分量总是指向北方；南半球的磁感线的竖直分量向上，北半球的磁感线的竖直分量向下。通电环行导线周围磁场通电长直螺线管内部磁场通电直导线周围磁场⑷电流的磁场方向由安培定则（右

3、手螺旋定则）确定：对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。二、安培力（磁场对电流的作用力）1．安培力方向的判定⑴用左手定则。⑵用“同向电流相吸，反向电流相斥”（适用于两电流互相平行时）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管（不要把长直螺线管等效为条形磁铁）。只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则分别判定每半根导线所受的安培力。SNI例1．如图所示，可以自由移动的竖直导

4、线中通有向下的电流，不计通电导线的重力，仅在磁场力作用下，导线将如何移动？F´NSFF1F2解：先画出导线所在处的磁感线，上下两部分导线所受安培力的方向相反，使导线从左向右看顺时针转动；同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动（不要说成先转90º后平移）。分析的关键是画出相关的磁感线。例2．条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会______（增大、减小还是不变？）。水平面对磁铁的摩擦力大小为______。解：本题有多种分析方法。⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的

5、那条磁感线（如图中下方的虚线所示），可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中上方的虚线所示），可看出导线受到的安培力竖直向下，因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。⑶把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流，所以互相吸引。i例3．电视机显象管的偏转线圈示意图如右，即时电流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？解：画出偏转线圈内侧的电流，是左半线圈靠电子流的一侧为向里，右半线圈靠电子流

6、的一侧为向外。电子流的等效电流方向是向里的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，可判定电子流向左偏转。2．安培力大小的计算F=BLIsinα（α为B、L间的夹角）高中要求会计算α=0（不受安培力）和α=90º两种情况。αBαα例4．如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L。金属杆长也为L，质量为m，水平放在导轨上。匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直于金属杆。当回路总电流为I1时，金属杆正好能静止。求：⑴B至少多大？这时B的方向如何？⑵若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上，应把回路总电流I2调到多大才能使金

7、属杆保持静止？解：画出金属杆的截面图。由三角形定则可知，只有当安培力方向沿导轨平面向上时安培力才最小，B也最小。根据左手定则，这时B应垂直于导轨平面向上，大小满足：BI1L=mgsinα，B=mgsinα/I1L。当B的方向改为竖直向上时，这时安培力的方向变为水平向右，沿导轨方向合力为零，得BI2Lcosα=mgsinα，I2=I1/cosα。hsB解这类题时必须画出截面图，从平面图中弄清各矢量方向间的关系。例5．如图所示，质量为m的铜棒搭在U形导线框右端，棒长和框宽均为L，磁感应强度为B的匀强磁场方向竖直向下。电键闭

8、合后，在磁场力作用下铜棒被平抛出去，下落h后落在水平面上，水平位移为s。求闭合电键后通过铜棒的电荷量Q。解：闭合电键后的极短时间内，铜棒受安培力向右的冲量FΔt=mv0而被平抛出去，其中F=BIL，而瞬时电流和时间的乘积等于电荷量Q=IΔt，由平抛规律可算铜棒离开导线框时的初速度，最终可得。三、洛伦兹力1．洛伦兹力的大小运动电荷在