2024届高考物理一轮复习专题九磁场第1讲磁场 、磁场对电流的作用课件

这是一份2024届高考物理一轮复习专题九磁场第1讲磁场 、磁场对电流的作用课件，共40页。PPT课件主要包含了N极的指向，处处相同，BIL，穿过手心，大拇指，答案A，电流周围的磁场，答案BC，答案B，答案D等内容，欢迎下载使用。
一、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、电流和运动电荷有______的作用. 
2.磁感应强度.(1)物理意义：描述磁场的强弱和______. (2)定义式：B＝______(通电导线垂直于磁场). (3)方向：小磁针静止时______________. (4)单位：特斯拉，符号为T.
3.匀强磁场.(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向____________的磁场称为匀强磁场. (2)特点：磁感线是疏密程度相同、方向相同的________直线. 
4.地磁场.(1)地磁的N极在地理______附近，地磁的S极在地理_______附近，磁感线分布如图所示.  (2)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度________，且方向水平__________. 
5.磁场的叠加.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.
二、磁感线和电流周围的磁场1.磁感线的特点.(1)磁感线上某点的______方向就是该点的磁场方向. (2)磁感线的疏密程度定性地表示磁场的______，在磁感线较密的地方磁场______；在磁感线较疏的地方磁场______. ①磁感线是闭合曲线，没有起点和终点，在磁体外部，从________指向________；在磁体内部，由________指向________. ②同一磁场的磁感线不中断、不________、不相切. ③磁感线是假想的曲线，客观上并不存在.
2.电流周围的磁场(见考点1).三、安培力的大小和方向1.大小：若I∥B，F＝____；若I⊥B，F＝____. 2.方向：总垂直于________所决定的平面，即一定垂直于B和I，但B与I不一定垂直.可以用左手定则来判定，即伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直____________，使伸开的四指指向________的方向，那么________所指的方向就是通电导线在磁场中的受力方向. 
3.两平行通电导线间的作用.同向电流相互______，反向电流相互______. 
(1)B的大小和方向由磁场本身决定，与该处放不放通电导线无关，在定义式中一定要强调通电导线垂直于磁场.(2)安培力方向一定垂直电流与磁场方向决定的平面，即同时有FA⊥I，FA⊥B.而磁场与电流的方向可以不垂直(3)将通电导线放入磁场中，若不受安培力，该处磁感应强度不一定为零.
1.(2022年浙江卷)利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置.先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，然后保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L，得到导线受到的力F分别与I和L的关系图像，则正确的是 (　　)
A B C D
【答案】B　【解析】根据F＝BIL，可知先保持导线通电部分的长度L不变，改变电流I的大小，则F－I图像是过原点的直线，图像B正确，图像A错误；若保持电流I不变，改变导线通电部分的长度L，则F－L是过原点的直线，则C、D均错误.
2.[安培定则](多选)如图为通电螺线管，A为螺线管外一点，B、C两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是 (　　)A.磁感线最密处为A处，最疏处为B处B.磁感线最密处为B处，最疏处为C处C.小磁针在B处和A处N极都指向左方D.小磁针在B处和C处N极都指向右方【答案】BC
3.[安培力]如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度.下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方.线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态.若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是 (　　)
考点1　磁场的理解及安培定则　[基础考点]
2.安培定则的应用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”.
3.磁场的叠加磁感应强度是矢量，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.
例1　(2022年全国卷)(多选)安装适当的软件后，利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B.如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面.某同学在某地对地磁场进行了四次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上.根据表中测量结果可推知 (　　)
A.测量地点位于南半球 B.当地的地磁场大小约为50 μTC.第2次测量时y轴正向指向南方 D.第3次测量时y轴正向指向东方
1.(2021年全国甲卷)两根足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与O'Q在一条直线上，PO'与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示.若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为 (　　)A.B、0B.0、2BC.2B、2BD.B、B
【答案】B　【解析】两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在M处的磁感应强度方向为垂直纸面向里和垂直纸面向外，故M处的磁感应强度为零；两直导线在N处的磁感应强度方向均垂直纸面向里，故M处的磁感应强度为2B；综上分析B正确.
考点2　安培力的综合应用　[能力考点]　　　　　　　　　　　1.安培力计算公式F＝BIL应用时要满足的条件(1)B与L垂直.(2)L是有效长度，即垂直磁感应强度方向的长度(两端点距离，如图虚线为有效长度).
2.安培力的综合问题(1)安培力问题常和闭合电路欧姆定律综合应用.(2)安培力与重力、弹力、摩擦力等综合分析，可以解决平衡问题，也可以与牛顿第二定律相结合.(3)安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关.①安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导线后转化为导线的动能或转化为其他形式的能.②安培力做负功：是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.
例2　(2022年全国卷)光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器，其简化的工作原理示意图如图所示.图中A为轻质绝缘弹簧，C为位于纸面上的线圈，虚线框内有与纸面垂直的匀强磁场；M为置于平台上的轻质小平面反射镜，轻质刚性细杆D的一端与M固连且与镜面垂直，另一端与弹簧下端相连，PQ为圆弧形的、带有均匀刻度的透明读数条，PQ的圆心位于M的中心.使用前需调零，使线圈内没有电流通过时，M竖直且与纸面垂直；入射细光束沿水平方向经PQ上的O点射到M上后沿原路反射.线圈通入电流后弹簧长度改变，使M发生倾斜，入射光束在M上的入射点仍近似处于PQ的圆心，通过读取反射光射到PQ上的位置，可以测得电流的大小.已知弹簧的劲度系数为k，磁场磁感应强度大小为B，线圈C的匝数为N.沿水平方向的长度为l，细杆D的长度为d，圆弧PQ的半径为r，r≫d，d远大于弹簧长度改变量的绝对值.
(1)若在线圈中通入的微小电流为I，求平衡后弹簧长度改变量的绝对值Δx及PQ上反射光点与O点间的弧长s；(2)某同学用此装置测一微小电流，测量前未调零，将电流通入线圈后，PQ上反射光点出现在O点上方，与O点间的弧长为s1.保持其他条件不变，只将该电流反向接入，则反射光点出现在O点下方，与O点间的弧长为s2.求待测电流的大小.
1.如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接.已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为 (　　)
A.2F D.0
A.当导线静止在图甲右侧位置时，导线中电流方向由N指向MB.电流I增大，静止后，导线对悬线的拉力不变C.tan θ与电流I成正比D.sin θ与电流I成正比
2.(2022年湖南卷)如图甲，直导线MN被两等长且平行的绝缘轻绳悬挂于水平轴OO'上，其所在区域存在方向垂直指向OO'的磁场，与OO'距离相等位置的磁感应强度大小相等且不随时间变化，其截面图如图乙所示.导线通以电流I，静止后，悬线偏离竖直方向的夹角为θ.下列说法正确的是 (　　)
通电导体运动方向的判定
如图所示，一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如果直导线可以自由地运动且通以方向为a到b的电流，则导线ab受到安培力作用后的运动情况为 (　　)A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
【解析】先由安培定则判断通电螺线管的南、北两极，找出导线左、右两端磁感应强度的方向，并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向，如图甲所示.可以判断导线受到安培力作用后从上向下看逆时针方向转动.再分析此时导线位置的磁场方向，再次用左手定则判断导线受到安培力的方向，如图乙所示，导线还要靠近螺线管，D正确，A、B、C错误.
变式1　(多选)如图所示是“巴罗轮”的示意图，下边缘浸入水银槽中的铝盘置于蹄形磁铁的磁场中，可绕转轴转动，当转轴、水银槽分别与电源的正负极相连时，铝盘开始转动，下列说法中正确的是 (　　) A.铝盘绕顺时针方向转动B.只改变磁场方向，铝盘的转动方向改变C.只改变电流方向，铝盘的转动方向改变D.同时改变磁场方向与电流方向，铝盘的转动方向不变【答案】BCD
变式2　如图所示，一通电金属环固定在绝缘的水平面上，在其左端放置一可绕中点O自由转动且可在水平方向自由移动的竖直金属棒，中点O与金属环在同一水平面内，当在金属环与金属棒中通有图中所示方向的电流时，则 (　　) A.金属棒始终静止不动B.金属棒的上半部分向纸面外转，下半部分向纸面里转，同时靠近金属环C.金属棒的上半部分向纸面里转，下半部分向纸面外转，同时靠近金属环D.金属棒的上半部分向纸面里转，下半部分向纸面外转，同时远离金属环