2012高考物理一轮复习（要点+命题导向+策略）第8章磁场课件.pptVIP

?深化拓展? 1．电荷在电场中所受的电场力方向与电场线的方向在同一直线上，而通电导线在磁场中所受的安培力与磁感线垂直．磁场与电场有很多相似之处，但安培力比库仑力复杂得多，点电荷在电场中受力方向与电场方向不是相同就是相反；而电流元在磁场中受安培力的方向与磁场方向和电流方向决定的平面垂直． 2．弯曲通电导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，相应的电流方向由始端指向末端，因为任意形状的闭合线圈，其有效长度L＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零． 3．公式F＝BIL的适用条件：(1)B与L垂直，(2)匀强磁场或通电导线所在区域的磁感应强度的大小和方向相同，(3)安培力表达式中，若载流导体是弯曲导线，且与磁感应强度方向垂直，则L是指导线由始端指向末端的直线长度． 4．磁场对磁铁一定有力的作用，而对电流不一定有力的作用．当电流方向和磁感线方向平行时，通电导体不受安培力作用． 题型一　安培定则的应用和磁场的叠加 [例1]　如图8所示，在a、b、c三处垂直于纸面放置三根长直通电导线a、b、c是等边三角形的三个顶点，电流大小相等，a处电流在三角形中心O点的磁感应强度大小为B，求O处磁感应强度． [分析]　首先求出a、b、c三根导线电流在O处各自形成的磁场的大小和方向，然后利用平行四边形定则进行合成． [解析]　由于Oa＝Ob＝Oc，所以在各电流等大的前提下，各处的电流在O点的磁感应强度大小也为B，根据安培定则，各电流在O处的磁感应强度应垂直于各点和O的连线，如图9所示，由图中几何关系知Ba与Bb互成夹角为120°，所以根据平行四边形定则，a、b在O处的合磁感应强度为B，方向水平向右，所以O处的总磁感应强度大小为2B，方向平行ab连线向右． [答案]　2B，方向平行ab连线向右 题后反思：(1)磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解． (2)在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”．在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指“原因”——电流方向，四指指“结果”——磁感线环绕方向；在判定环形电流的磁场方向时，四指指“原因”——电流绕向，大拇指指“结果”——环内沿中心轴线的磁感线方向． 三根平行的直导线，分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点，如图10所示，现使每条通电导线在斜边中点O所产生的磁感应强度的大小均为B，则该处的磁感应强度的大小和方向如何？ 解析：根据安培定则，I1与I3在O点处产生的磁感应强度相同，I2在O点处产生的磁感应强度的方向与B1(B3)相垂直，又知B1、B2、B3的大小相等均为B，根据矢量的运算可知O处的实际磁感应强度大小BO＝ 方向在三角形平面内与斜边夹角θ＝arctan2，如图11所示． 题型二　安培力作用下导体的运动情况分析 [例2]　如图12甲所示，导线ab固定，导线cd与ab垂直且与ab相隔一段距离，cd可以自由移动，试分析cd的运动情况． 图12 [分析]　cd如何运动取决于ab导体产生的磁场对cd的安培力方向，所以弄清ab形成的磁场的分布情况是解题的关键． [解析]　首先分析固定导线ab的磁感线的分布情况，如图12乙所示(用安培定则)，然后再用左手定则分析cd导线在磁场中的受力方向，可以发现cd导线将顺时针方向转动．仔细留意一下就会发现，当cd一转动，两者的电流就有同向的成分，而同向电流相互吸引，可见cd导线在转动的同时还要向ab导线平移． [答案]　cd导线顺时针转动的同时向ab导线平移． 题后反思：判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向问题，可根据问题的需要灵活选用直线电流元分析法、特殊位置分析法等方法． 图13 如图13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 解析：首先用电流元法：把直线电流等效为AO′、O′O、OB三段(O′O段极短)电流元，由于O′O段电流方向与该处磁场方向相反，所以不受安培力作用；AO′段电流元所在处的磁场方向倾斜向上，根据左手定则可知其所受安培力方向垂直于纸面向外；OB段电流元所在处的磁场方向倾斜向下，同理可知其所受安培力方向垂直纸面向里．综上可知导线将顺时针转动(俯视)． 然后应用特殊位置法：把导线转过90°的特殊位置来分析，根据左手定则判得安培力方向向下，故导线在顺时针转动的同时向下运动． 答案：A 题型三　安培力作用下导体棒的平衡问题 [例3]　如图14所