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2018高考物理异构异模复习考案撬分法课件:专题九 磁场9-1

用户141575 2018-10-17 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报
  民革中央主席万鄂湘、民盟中央主席丁仲礼、民建中央主席郝明金、民进中央主席蔡达峰、农工党中央主席陈竺、致公党中央主席万钢、九三学社中央主席武维华、台盟中央主席苏辉、全国工商联主席高云龙等分别介绍了有关情况和工作打算,并就发展新时代统一战线和多党合作事业等提出了意见建议。

简介:本文档为《2018高考物理异构异模复习考案撬分法课件:专题九 磁场9-1 ppt》,可适用于小学教育领域,主题内容包含高考物理撬点基础点重难点基础点知识点  磁场、磁感应强度、磁感线.磁场()基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有的作用。()方向:小磁针静符等。

高考物理撬点基础点重难点基础点知识点  磁场、磁感应强度、磁感线.磁场()基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有的作用。()方向:小磁针静止时所指的方向即是N极所受磁场力的方向。.磁感应强度()物理意义:描述磁场的和。()定义式:B=eqf(F,IL)(通电导线垂直于磁场)。单位:。()方向:小磁针时N极的指向。磁场力N极强弱方向特斯拉静止.磁感线()磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线使曲线上各点的方向跟这点的磁感应强度方向一致。()两种常见磁铁的磁感线分布如图甲、乙所示。切线()几种电流周围的磁场分布直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点磁极、匀强且距导线越远处磁场与的磁场相似管内为磁场且磁场管外为磁场环形电流的两侧是N极和S极且离圆环中心越远磁场安培定则无非越弱条形磁铁匀强由SN非匀强越弱直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场立体图横截面图纵截面图()匀强磁场在磁场的某些区域内磁感线为的平行线如图所示。.地磁场()地磁场的N极在地理附近地磁场的S极在地理附近磁感线分布如图所示。等间距南极北极()地磁场B的水平分量(Bx)总是从地理指向地理而竖直分量(By)在南半球垂直地面在北半球垂直地面。赤道处的地磁场沿水平方向指。.安培分子电流假说()内容:在原子、分子等物质微粒的内部存在着一种环形电流分子电流分子电流使每个物质微粒都成为微小的它的两侧相当于两个。()该假说能够解释磁化、去磁等现象。()分子电流的实质是原子内部在不停地运动。知识点  安培力.安培力的方向()左手定则:伸开左手让拇指与其余四个手指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的方向这时所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。()两平行的通电直导线间的安培力:同向电流互相异向电流互相。南极北极向上向下向北磁体磁极带电粒子垂直电流拇指吸引排斥.安培力的大小F=BILsinθ(其中θ为B与I之间的夹角)。如图所示:()IB时θ=或θ=安培力F=。()IB时θ=安培力最大F=。BIL.磁电式电流表的工作原理磁电式电流表的原理图如图所示。()磁场特点方向:沿均匀辐射地分布如图所示大小:在距轴线等距离处的磁感应强度大小。()安培力的特点方向:安培力的方向与线圈平面大小:安培力的大小与通过的电流成。径向相等垂直正比()表盘刻度特点由于导线在安培力作用下带动线圈转动螺旋弹簧变形反抗线圈的转动电流越大安培力越大形变就所以指针偏角与通过线圈的电流I成表盘刻度。越大正比均匀重难点一、对磁感应强度的理解及电磁场的对比.理解磁感应强度的三点注意事项()磁感应强度由磁场本身决定因此不能根据定义式B=eqf(F,IL)认为B与F成正比与IL成反比。()测量磁感应强度时小段通电导线必须垂直磁场放入如果平行磁场放入则所受安培力为零但不能说该点的磁感应强度为零。()磁感应强度是矢量其方向为放入其中的小磁针N极的受力方向也是小磁针静止时N极的指向。.磁感应强度B与电场强度E的比较磁感应强度B电场强度E物理意义描述磁场的力的性质的物理量描述电场的力的性质的物理量定义式B=eqf(F,IL)(通电导线与B垂直)E=eqf(F,q)方向磁感线切线方向小磁针N极受力方向(静止时N极所指方向)是矢量电场线切线方向正电荷受力方向是矢量大小决定因素由磁场决定与检验电流无关由电场决定与检验电荷无关场的叠加合磁感应强度等于各磁场的磁感应强度的矢量和合电场强度等于各个电场的电场强度的矢量和单位T=N(Am)Vm=NC 磁感线与电场线的比较磁感线电场线相似点意义为形象地描述磁场方向和相对强弱而假想的线为形象地描述电场方向和相对强弱而假想的线方向磁感线上各点的切线方向即为该点的磁场方向是磁针N极的受力方向电场线上各点的切线方向即为该点的电场方向是正电荷所受电场力的方向疏密表示磁场强弱表示电场强弱特点在空间不相交、不中断除电荷处在空间不相交、不中断不同点是闭合曲线起始于正电荷(或无穷远处)终止于无穷远处(或负电荷)不是闭合曲线特别提醒()磁场对试探电流所受磁场力F=时B不一定为电场对电荷所受电场力F=时E一定为。()磁感线和电场线事实上都不存在都是为了研究问题引入的假想曲线化“无形”为“有形”是物理研究中常用的一种手段。二、磁场的叠加及电流的磁场.磁感应强度是矢量既有大小又有方向。多个通电导体产生的磁场叠加时合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和应用平行四边形定则求解。.求解有关合磁感应强度问题的关键()磁感应强度―由磁场本身决定。()合磁感应强度―等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定则)。()牢记判断电流的磁场的方法―安培定则并能熟练应用建立磁场的立体分布模型。.安培定则的应用在运用安培定则时应分清“因”和“果”电流是“因”磁场是“果”既可以由“因”判断“果”也可以由“果”追溯“因”。原因(电流方向)结果(磁场方向)直线电流的磁场大拇指四指环形电流的磁场四指大拇指直线电流产生的磁场的磁感应强度的特点直线电流产生的磁场的磁感应强度B=keqf(I,r)式中k为常数I为导线中电流的大小r为空间某点到导线的距离。由此式可知:()对于给定的点导线中的电流越大该点的磁感应强度越大()导线中的电流大小一定时离导线越近磁感应强度越大。特别提醒()对于公式B=keqf(I,r)不作要求但可以用此式定性分析和记忆很多问题。()“”表示磁感线垂直纸面向里“”表示磁感线垂直纸面向外“”表示导线中电流方向垂直纸面向里“”表示导线中电流方向垂直纸面向外。三、安培力及导体的动力学问题.通电导体在磁场中受到的安培力()大小:F=BIL。三者两两垂直L是有效长度即垂直磁感应强度方向的长度。如弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度(如图虚线所示)相应的电流方向沿L由始端流向末端。因为任意形状的闭合线圈其有效长度为零所以闭合线圈通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零。()安培力的方向左手定则:掌心磁感线穿过手心四指指向电流的方向大拇指指向安培力的方向。.有安培力作用下导体的动力学问题()通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路选定研究对象:通电导线(或通电导体棒)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列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解。()安培力做功的特点和实质安培力做功与路径有关不像重力、电场力做功与路径无关。安培力做功的实质是能量转化a.安培力做正功时将电源的能量转化为导线的动能或其他形式的能。b.安培力做负功时将其他形式的能转化为电能后储存起来或转化为其他形式的能。.求解关键电磁问题力学化。立体图形平面化。求解极值数学化。.典型示例分析通电导体棒在磁场中的平衡问题是一种常见的力学综合模型该模型一般由倾斜导轨、导体棒、电源和电阻等组成。这类题目的难点是题图具有立体性各力的方向不易确定。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如下图所示。具体思维流程如下:特别提醒()安培力F的方向既与电流I的方向垂直也与磁场方向垂直即安培力的方向垂直于电流方向与磁场方向所决定的平面但电流方向与磁场方向不一定垂直。()已知电流I的方向和磁场方向可以确定安培力F的方向但如果只知道安培力F的方向和磁场方向(或电流方向)无法判断电流方向(或磁场方向)。()当电流方向跟磁场方向不垂直时安培力的方向仍垂直于电流方向与磁场方向所决定的平面所以仍可以用左手定则来判断安培力的方向只是磁感线不垂直穿过掌心。四、安培力作用下导体的运动.判定导体运动情况的基本思路判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势首先必须弄清楚导体所在位置的磁场磁感线分布情况然后利用左手定则准确判定导体的受力情况进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。.五种常有的判定方法电流元法把整段导线分为直线电流元先用左手定则判断每段电流元受力的方向然后判断整段导线所受合力的方向从而确定导线运动方向等效法环形电流可等效成小磁针通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流反过来等效也成立特殊位置法通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置然后判断其所受安培力的方向从而确定其运动方向结论法同向电流相互吸引异向电流相互排斥两不平行的直线电流相互作用时有转动到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题可先分析电流在磁体产生的磁场中所受的安培力然后由牛顿第三定律确定磁体所受电流磁场的作用力特别提醒()随着导体的运动可能导体所处磁场情况会发生变化使导体的受力发生新的变化因此在判断导体运动情况时要用发展的观点判断不要着急做出结论。()在判断导体的运动情况时五种判定方法并没有明显的界限往往在一个问题中多种方法交汇使用。.思维辨析()小磁针N极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向。(  )()磁场中的一小段通电导体在该处受力为零此处B一定为零。(  )()由定义式B=eqf(F,IL)可知电流I越大导线L越长某点的磁感应强度就越小。(  )()磁感线总是由N极出发指向S极。(  )()在磁场中磁感线越密集的地方磁感应强度越大。(  )()安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直又跟电流方向垂直。(  )()安培力一定不做功。(  ).图中a、b、c为三根与纸面垂直的长直导线其横截面位于等边三角形的个顶点上导线中通有大小相同的电流方向如图所示。则在三角形中心O点处的磁感应强度(  )A.方向向左B.方向向右C.方向向下D.大小为零解析 根据安培定则电流a在O产生的磁场平行于bc向右电流b在O产生的磁场平行于ac指向右下方电流c在O产生的磁场平行于ab指向右上方由于三根导线中电流大小相同到O点的距离相同根据平行四边形定则合场强的方向向右故A、C、D错误B正确。.如图所示为电流天平它的右臂挂着矩形线圈匝数为n线圈的水平边长为L处于匀强磁场内磁感应强度大小为B、方向与线圈平面垂直。当线圈中通过方向如图所示的电流I时调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向大小不变。这时为使天平两臂再达到新的平衡则需(  )A.在天平右盘中增加质量m=eqf(nBIL,g)的砝码B.在天平右盘中增加质量m=eqf(nBIL,g)的砝码C.在天平左盘中增加质量m=eqf(nBIL,g)的砝码D.在天平左盘中增加质量m=eqf(nBIL,g)的砝码解析 由左手定则可知电流方向反向后安培力方向竖直向下故要使天平再次达到新的平衡需要在天平的左盘中增加砝码A、B错。由于天平是等臂杠杆故左盘增加砝码的重力大小等于右盘增加的安培力右盘安培力增加量为ΔF=nBIL故由ΔF=mg可得m=eqf(nBIL,g)C错D对。撬法命题法解题法 考法综述 本考点内容在高考中处于基础地位单独命题的频度较低交汇命题考查安培定则、平衡条件等知识难度中等因此复习本考点时仍以夯实基础知识为主复习时应掌握:个概念磁场、磁感应强度、磁感线个公式F=BIL个定则安培定则、左手定则种方法磁场叠加的处理方法、等效法、转换对象法、电流元法、特殊位置法种典型磁场条形磁铁、蹄形磁铁、地球、通电直导线、螺线管、环形电流的磁场命题法 对磁感应强度的理解及与电场强度的比较典例  关于磁感应强度B下列说法中正确的是(  )A.磁场中某点B的大小跟放在该点的试探电流元的情况有关B.磁场中某点B的方向跟放在该点的试探电流元受到磁场力的方向一致C.若在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用该点B值大小为零D.在磁场中磁感线越密集的地方磁感应强度越大解析 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=eqf(F,IL)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。【解题法】 电荷在电场和电流在磁场中的对比()某点电场强度的方向与电荷在该点的受力方向相同或相反而某点磁感应强度方向与电流元在该点所受磁场力的方向垂直。()电荷在电场中一定会受到电场力的作用如果通电导体的电流方向与磁场方向平行则通电导体在磁场中受到的磁场力为零。命题法 电流的磁场及磁场的叠加 典例  如图所示两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点且与纸面垂直导线中通有大小相等、方向相反的电流。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(  )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 先根据安培定则可判断M、N两点处的直线电流在a、b、c、d、O各点产生的磁场方向如图所示再利用对称性和平行四边形定则可确定各点(合)磁场的方向。磁场叠加后可知a、b、c、d、O的磁场方向均相同a、b点的磁感应强度大小相等c、d两点的磁感应强度大小相等所以只有C正确。【解题法】 通电导线磁场叠加问题处理思路()确定场源如通电导线。()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。方向为磁感线的切线方向。()磁感应强度是矢量多个通电导体产生的磁场叠加时合磁场的磁感应强度等于各场源单独存在时在该点磁感应强度的矢量和。命题法 不规则导线安培力的求解典例  如图所示用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架ab、cd边均与ad边成角ab=bc=cd=L长度为L的电阻丝电阻为r框架与一电动势为E、内阻为r的电源相连接垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场则框架受到的安培力的合力大小为(  )A.Beqf(BEL,r)Ceqf(BEL,r)Deqf(BEL,r)解析 因为abcd长L则Rabcd=rad长L则Rad=r电路总电阻R=eqf(rr,r+r)+r=eqf(,)r总电流I=eqf(E,R)=eqf(E,r)故Uad=E-Ir=eqf(E,)Iad=eqf(Uad,r)=eqf(E,r)Fad=BIadLad=eqf(BEL,r)方向竖直向上Iabcd=eqf(Uad,r)=eqf(E,r)Fabcd=BIabcdL=eqf(BEL,r)方向竖直向上F合安=Fad+Fabcd=eqf(BEL,r)。【解题法】 弯折类导线所受安培力的求法()分段求安培力再由力的合成求其合力。()等效法求有效长度其数值等于处于磁场中的通电导线两端点间在垂直于磁场方向的距离再用公式求安培力。命题法 安培力作用下的平衡问题典例  质量为m=kg的通电细杆ab置于倾角为θ=的平行放置的导轨上导轨的宽度d=m杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=磁感应强度B=T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下如图所示。现调节滑动变阻器的滑片试求出为使杆ab静止不动通过ab杆的电流范围为多少?(g取ms)答案 AIA解析 当电流较大时杆ab有向上的运动趋势所受静摩擦力向下当静摩擦力达到最大时磁场力为最大值F此时通过ab的电流最大为Imax同理当电流最小时应该是杆ab受向上的最大静摩擦力此时的安培力为最小值F电流为Imin。正确地画出两种情况下的受力图如图所示由平衡条件根据第一幅受力图列式如下:F-mgsinθ-Ff=N-mgcosθ=Ff=μNF=BImaxd解得:Imax=A。根据第二幅受力图则有:F-mgsinθ+Ff=N-mgcosθ=Ff=μNF=BImind解得:Imin=A。则通过ab杆的电流范围为:AIA。【解题法】 求解有关安培力作用下物体平衡问题的三个注意点()解题时把安培力等同于重力、弹力、摩擦力等性质力。()在进行受力分析时不要漏掉了安培力。()解决此类问题首先将此立体图转化为平面图(剖面图)即把三维图改为二维图金属杆用圆代替电流方向用“”与“”表示然后画出磁场方向分析物体的受力情况画出物体受力的平面图列方程求解。命题法 安培力作用下导体的运动典例  一个可以自由运动的线圈L和一个固定的线圈L互相绝缘垂直放置且两个线圈的圆心重合如图所示。当两线圈中通以图示方向的电流时从左向右看线圈L将(  )A.不动      B.顺时针转动C.逆时针转动D.在纸面内平动解析 解法一(电流元分析法):把线圈L沿水平转动轴分成上下两部分每一部分又可以看成无数段直线电流元电流元处在L产生的磁场中根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向向上由左手定则可得上半部分电流元所受安培力均指向纸外下半部分电流元所受安培力均指向纸内因此从左向右看线圈L将顺时针转动。解法二(等效分析法):把线圈L等效为小磁针该小磁针刚好处于环形电流I的中心小磁针的N极应指向该点环形电流I的磁场方向由安培定则知I产生的磁场方向在其中心处竖直向上而L等效成小磁针后转动前N极指向纸内因此小磁针的N极应由指向纸内转为向上所以从左向右看线圈L将顺时针转动。解法三(利用结论法):环形电流I、I之间不平行则必有相对转动直到两环形电流同向平行为止据此可得从左向右看线圈L将顺时针转动。【解题法】 判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路eqx(aal(研究对象:通电,导线或导体))eqo(――,sup(明确))eqx(aal(导体所在位置的,磁场分布情况))eqo(――,sup(利用),sdo(左手定则))eqx(导体的受力情况)eqo(――,sup(确定))eqx(aal(导体的运动方向或,运动趋势的方向))命题法 安培力作用下的综合问题典例  (多选)如图所示两根光滑平行导轨水平放置间距为L其间有竖直向下的匀强磁场磁感应强度为B。垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒。从t=时刻起棒上有如图乙所示的持续交变电流I周期为T最大值为Im图甲中I所示方向为电流正方向。则金属棒(  )A.一直向右移动B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期内做正功解析 在~eqf(T,)时间内由左手定则可知金属棒所受安培力方向向右金属棒向右加速在eqf(T,)~T时间内金属棒所受安培力方向向左金属棒向右减速t=T时速度恰好减为零以后又周期性重复上述运动可知金属棒一直向右移动其速度随时间周期性变化受到的安培力随时间周期性变化选项A、B、C正确安培力在一个周期内对金属棒先做正功后做负功由动能定理可知安培力在一个周期内做的总功为零选项D错误。【解题法】 解决安培力作用下的综合问题的思路()确定研究对象。()受力分析:注意导体棒所受的安培力大小和方向。()运动分析:对运动过程进行细致推理分析应用牛顿第二定律对运动过程中各物理量进行分析。()方程与图象:根据牛顿第二定律、运动学公式列方程和绘制各运动阶段的图象。撬题对点题必刷题****

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