2025届高考物理一轮复习课件：第一讲 磁场的描述及磁场对电流的作用

师：影片中鸽子迷失了方向，你知道这因何而起吗？这与我们今天所要学习的内容有关. 1 第1讲 磁场及其对电流的作用 问题1:力是什么？ 物体间的相互作用。 问题2:力能脱离物体而存在吗？ 1.磁场 磁体(电流)周围空间存在的一种特殊物质 奥斯特发现:通电导线能使磁体运动 思考:它们之间如何作用的？ (2)磁场特性: 对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用 (1)定义: 电流的磁效应 (奥斯特) :电流能够产生磁场。通电导体对磁体有力的作用 2.磁感应强度(符号B) (定义式,B与F,IL无关) 公式只适用于B⊥I (2)单位： 特斯拉,符号T， (1).磁感应强度大小 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受磁场力F跟电流I和位于磁场中导线的长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度。 (3)矢量 :小磁针静止时N极所指的方向． 当磁场B⊥I,力F最大F=BIL 当磁场B与I不垂直, F<BIL 当B∥I时,力F最小F=0 (4)匀强磁场 问题:哪些物体能产生磁场？ 3.磁感线 请确定B方向？ 麻烦不？ 1.磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱,密则强,疏则弱 3.磁体外部从N到S，磁体内部从S到N形成闭合曲线 2.每一点的切线方向即为该点的磁场方向 4.任意两条磁感线不相交(切),磁感线为假想曲线,实际并不存在。 地磁场及其磁场线 ①地磁的N极在地理南极附近，S极在地理北极附近，磁感线分布 ②在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北． 除了磁铁,直线电流、环形电流、通电螺线管周围空间也能产生磁场 安培定则 1.通电直导线 2.通电螺线管 3.环形电流 1.下列关于小磁针在磁场中静止时的指向，正确的是(　　) C 2.如图所示，直导线AB、螺线管E、电磁铁D三者相距较远，其磁场互不影响，当开关S闭合后，则小磁针北极N(黑色一端)指示磁场方向正确的是(　　) C A. a B.b C.c D.d 4.磁场的叠加 (1)确定磁场场源，如通电导线． (2)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． (3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的B为合磁场． 1．某同学在赤道附近做“探究通电直导线产生的磁场”实验时，先在水平实验台上放置一枚小磁针，发现小磁针N极指北，然后他把一直导线沿南北方向置于小磁针正上方，当通入恒定电流时，发现小磁针静止时的N极指向为北偏西60°，他通过查阅资料知当地的地磁场磁感应强度为B，则通电导线产生的磁场在小磁针所在处的磁感应强度和通入的电流方向为(　　) A．2B，由南向北 B．2B，由北向南 C. ，由南向北 D. ，由北向南 C 2.如图，在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l。在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时，纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零，如果让P中的电流反向、其他条件不变，则a点处磁感应强度的大小为( ) 答案　C 考点二 安培力的分析与计算 1.安培力方向 (左手定则) 伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并垂直，四指指向电流的方向，让磁感线垂直从掌心进入，这时拇指所指的方向就是通电导体所受安培力的方向。 思考:F安,B,I的方向有什么关系？ 两两垂直 2.安培力大小 F安＝BILsinθ =BIL有效 (1)其中θ为B与I之间的夹角 (2)L有效为垂直B的通电导线长度 弯曲导线：弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端。闭合线圈有效长度为0 1.(多选)把一根绝缘导线PQ弯成两个半圆形状，每个半圆的半径都为R，放置在粗糙的水平桌面上，在桌面上加有竖直向下且磁感应强度大小为B的匀强磁场，如图9所示(俯视图)，现给导线通入由P到Q的电流，并逐渐增大电流，导线PQ始终处于静止状态，则下列说法正确的是(　　) A.增大电流的过程中，导线PQ对桌面的静摩擦力增大 B.增大电流的过程中，导线PQ对桌面的压力增大 C.当电流为I时，导线PQ受到的安培力为4BIR D.当电流为I时，导线PQ受到的安培力为2πBIR AC 2.一段导线abcde位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc、cd和de的长度均为L，且∠abc＝∠cde＝120°，流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcde所受到的磁场的作用力的合力大小为(　　) B 3.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 B．1.5F C．0.5F D．0 B 4.边长为l、质量为m的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通一逆时针方向的电流，图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方有一垂直于导线框平面的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1；保持其他条件不变，现将虚线下方的磁场移至虚线上方，此时细线中拉力为F2.导线框中的电流大小为(　　) A 5. 一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2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L1将(　　) A.不动 B.顺时针转动 C.逆时针转动 D.在纸面内平动 B 6.如图所示，蹄形磁铁用柔软的细绳悬吊在天花板上，在磁铁两极的正下方固定着一根水平直导线。当直导线中通以向右的电流时 (　　) A.磁铁的N极向纸外、S极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力减小 B.磁铁的S极向纸外、N极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力减小 C.磁铁的N极向纸外、S极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力增大 D.磁铁的S极向纸外、N极向纸内转动，绳子对磁铁的拉力增大 　C 7.如图所示，台秤上放一光滑平板，其左边固定一挡板，一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时台秤读数为F1，现在磁铁上方中心偏左位置固定一导体棒，当导体棒中通以方向如图所示的电流后，台秤读数为F2，则以下说法正确的是(　　) A.弹簧长度将变长 B.弹簧长度将变短 C.F1＞F2 D.F1＜F2 考点三　与安培力有关的综合问题 (动态)平衡,非平衡问题 3.列牛顿第二定律二方程 解题思路 1.选研究对象(通电导体) 2.受力分析时，变立体图为平面图,如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图(画出磁感线，辅助分析) 1.如图所示，在倾角为θ＝37°的斜面上，固定一宽为L＝1.0 m的平行金属导轨．现在导轨上垂直导轨放置一质量m＝0.4 kg,电阻R0＝2.0 Ω、长为1.0 m的金属棒ab，它与导轨间的动摩擦因数为μ＝0.5.整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B＝2 T的匀强磁场中．导轨所接电源的电动势为E＝12 V，内阻r＝1.0 Ω，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑动变阻器的阻值符合要求，其他电阻不计，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.现要保持金属棒在导轨上静止不动，求： (1)金属棒所受安培力大小的取值范围； (2)滑动变阻器接入电路中的阻值范围． 2.两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为θ，间距为d.导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直．质量为m的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流．金属棒被松开后，以加速度a沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为g.求下滑到底端的过程中，金属棒 (1)末速度的大小v； (2)通过的电流大小I； (3)通过的电荷量Q. 3.光滑斜面上放置一根通有恒定电流的导体棒，空间有垂直斜面向上的匀强磁场B，导体棒处于静止状态．现将匀强磁场的方向沿图示方向缓慢旋转到水平方向，为了使导体棒始终保持静止状态，匀强磁场的磁感应强度应同步(　　) A．增大 B．减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 A 4.如图所示，一根质量为m、长为L的细铜棒MN用两根等长的相同材质的细线水平地悬吊在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，不计空气阻力，重力加速度为g. (1)通电后,当细线的张力为不通电时的1/4时,棒中电流大小和方向如何？ (2)如果通电后电流大小、方向均不变，将磁场方向变为竖直向上，铜棒平衡后，求每根细线上张力的大小． $$