最新高二必修物理磁場及其對電流的作用知識點

2017-02-08 19:39:21 來源：精品學習網

　　聰明出于勤奮，天才在于積累。我們要振作精神，下苦功學習。一路向南、育路小編準備物理磁場及其對電流的作用知識點，希望能幫助到大家。

　　【高考目標導航】

　　考綱點擊熱點提示

　　磁場、磁感應強度、磁感線

　　通電電流導線和通電線圈周圍磁場的方向

　　安培力、安培力的方向

　　勻場磁場中的安培力

　　洛倫茲力、洛倫茲力方向

　　洛倫茲力公式

　　帶電粒子在勻強磁場中的運動

　　質譜儀和回旋加速器

　　說明：(1)安培力的計算只限于電流與磁感應強度垂直的情形

　　(2)洛倫茲力的計算只限于速度與磁場方向垂直的情形1.考查磁場的基本概念，如磁感線、磁感應強度、磁通量等，一般以選擇題的形式出現

　　2.結合左手定則分析解決通電導體在磁場中的平衡，運動類問題，以非選擇題的形式考查居多

　　3.帶電粒子在勻場磁場中的勻速圓周運動，確定其圓心、半徑、運動軌跡等

　　4.帶電粒子在復合場中的運動問題，以及分析解決電磁式電表、電流天平、粒子速度選擇器、磁流體發(fā)電機、質譜儀、回旋加速器、霍爾效應、電磁流量計等磁場知識在生活和科技方面的應用問題，幾乎是每年高考考查的重點，常以計算題的形式出現。

　　【考綱知識梳理】

　　磁場磁感應強度

　　磁場：

　　(1)基本特性：對放入磁場中的(磁極、電流、運動的電荷)有力的作用，它們的相互作用通過磁場發(fā)生。

　　(2)方向：磁場中任一點小磁針北極(N極)的受力方向(小磁針靜止時N的指向)為該處的磁場方向。

　　2、磁感應強度：

　　(1)表示磁場強弱的物理量

　　(2)大�。築=F/IL

　　(3)方向：;是小磁針靜止時N極的指向

　　3、磁通量

　　(1)概念：磁感應強度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫穿過這個面積的磁通量，Φ=B×S

　　(2)單位：1wb=1T?m2

　　4、安培分子環(huán)型電流假說：分子、原子等物質的微粒內部存在一種環(huán)形電流，叫分子電流。這種環(huán)形電流使得每個物質微粒成為一個很小的磁體。這就是安培分子電流假說。

　　二、磁感線及幾種常見的磁場分布

　　1、磁感線：磁場中人為地畫出一系列曲線，曲線的切線方向表示該位置的磁場方向，曲線的疏密能定性地表示磁場的強弱，這一系列曲線稱為磁感線。

　　2、幾種常見的磁場分布

　　(1)

　　(2)地磁場

　　三、安培力的大小和方向

　　1、安培力的大�。�

　　(1)在勻強磁場中，在通電直導線與磁場方向垂直的情況下,電流所受的安培力F安等于磁感應強度B、電流I和導線長度 L三者的乘積. F安=BIL 通電導線方向與磁場方向成θ角時,F安=BILsinθ

　　(2)當I⊥B時(θ=90°),Fmax=BIL;

　　(3)當I∥B時(θ= 0°),Fmin= 0 ;

　　2、安培力的方向

　　(1)左手定則：

　　伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向.

　　(2)安培力方向的特點：

　　總是垂直于B和I所決定的平面，即F安⊥B且F安⊥I(但B、L不一定垂直)。

　　①已知B和I的方向，可用左手定則唯一確定F安的方向;

　�、谝阎狟和F安的方向，當導線的位置確定時，可唯一確定I的方向;

　�、垡阎狪和F安的方向，不能唯一確定B的方向;

　　四、磁電式電流表工作原理

　　由于這種磁場的方向總是沿著徑向均勻地分布的，在距軸線等距離處的磁感應強度的大小總是相等的，這樣不管線圈轉到什么位置，線圈平面總是跟它所在位置的磁感線平行，I與指針偏角θ成正比，I 越大指針偏角越大，因而電流表可以量出電流I的大小，且刻度是均勻的，當線圈中的電流方向改變時，安培力的方向隨著改變，指針偏轉方向也隨著改變，又可知道被測電流的方向。

　　【要點名師透析】

　　一、對磁感應強度的理解

　　1.磁感應強度是反映磁場性質的物理量，是用比值法定義的.

　　2.勻強磁場：磁感應強度處處相同，磁感線是一組平行且等間距的直線.

　　【例1】關于磁感應強度，下列說法正確的是( )

　　A.一小段通電導線放在B為零的位置，那么它受到的磁場力也一定為零

　　B.通電導線所受的磁場力為零，該處的磁感應強度也一定為零

　　C.放置在磁場中1 m長的通電導線，通過1 A的電流，受到的磁場力為1 N，則該處的磁感應強度就是 1 T

　　D.磁場中某處的B的方向跟電流在該處受到的磁場力F的方向相同

　　【答案】選A.

　　【詳解】根據磁感應強度的定義，A選項對.B選項通電導線(電流I)與磁場方向平行時，磁場力為零，磁感應強度不為零，B選項錯. C選項只有通電導線(電流I)與磁場方向垂直時，該處磁感應強度大小才為1 T，C選項錯. D選項B與F方向一定垂直，D選項錯.

　　二、通電導體在安培力作用下運動的判斷

　　判定通電導體在安培力作用下的運動或運動趨勢，首先必須弄清楚導體所在位置的磁場分布情況，然后利用左手定則準確判定導體的受力情況，進而確定導體的運動方向或運動趨勢的方向.現對五種常用的方法列表如下：

　　【例2】如圖所示，把一重力不計的通電直導線放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導線可以自由移動.當導線中通有如圖所示方向的電流I時，試判斷導線的運動情況.

　　【詳解】(1)根據如圖所示的導線所處的特殊位置判斷其運動情況.將導線AB從N、S極的中間O分成兩段，由左手定則可得AO段所受安培力的方向垂直于紙面向外，BO段所受安培力的方向垂直于紙面向里，可見從上向下看，導線AB將繞O點逆時針轉動.

　　(2)根據導線轉過90°時的特殊位置判斷其上下運動情況.如圖所示，導線AB此時所受安培力方向豎直向下，導線將向下運動.

　　(3)由上述兩個特殊位置的判斷可知，當導線不在上述的特殊位置時，所受安培力使AB逆時針轉動的同時還要向下運動.

　　三、與安培力有關的力學綜合問題

　　1.安培力的大小

　　安培力常用公式F=BIL，要求兩兩垂直，應用時要滿足：

　　(1)B與L垂直;

　　(2)L是有效長度，即垂直磁感應強度方向的長度;如彎曲導線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度(如圖所示)，相應的電流方向沿L由始端流向末端.因為任意形狀的閉合線圈，其有效長度為零，所以閉合線圈通電后在勻強磁場中，受到的安培力的矢量和為零.

　　2.通電導線在磁場中的平衡和加速問題的分析思路

　　(1)選定研究對象;

　　(2)變三維為二維，如側視圖、剖面圖或俯視圖等，并畫出平面受力分析圖，其中安培力的方向要注意F安 ⊥ B、F安⊥I.

　　(3)列平衡方程或牛頓第二定律的方程式進行求解.

　　3.安培力做功的特點和實質

　　(1)安培力做功與路徑有關，不像重力、電場力做功與路徑無關.

　　(2)安培力做功的實質：起傳遞能量的作用.

　�、侔才嗔ψ稣Γ菏菍㈦娫吹哪芰總鬟f給通電導線后轉化為導線的動能或轉化為其他形式的能.

　�、诎才嗔ψ鲐摴Γ菏菍⑵渌问降哪苻D化為電能后儲存起來或轉化為其他形式的能.

　　【例3】(2011?泉州模擬)(14分)如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L=0.40 m，金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，在導軌所在平面內，分布著磁感應強度B=0.50 T，方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場.金屬導軌的一端接有電動勢E=4.5 V、內阻r=0.50 Ω的直流電源.現把一個質量m=0.040 kg的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒恰好靜止.導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5 Ω，金屬導軌電阻不計，g取10 m/s2.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80，求：

　　(1)通過導體棒的電流;

　　(2)導體棒受到的安培力大小;

　　(3)導體棒受到的摩擦力.

　　【答案】(1)1.5 A (2)0.30 N (3)0.06 N，方向沿斜面向下

　　【詳解】(1)根據閉合電路歐姆定律 (4分)

　　(2)導體棒受到的安培力F安=BIL=0.30 N (4分)

　　(3)將重力正交分解，設導體棒所受重力沿斜面的分力為F1，則F1=mgsin37°=0.24 N (2分)

　　所以F1解得Ff=0.06 N，方向沿斜面向下 (2分)

　　最新高二必修物理磁場及其對電流的作用知識點的內容就是這些，愿考生學業(yè)有成。更多關于高中知識點請關注我們網站。

　　(責任編輯：彭海芝)

　　特別說明：由于各省份高考政策等信息的不斷調整與變化，育路高考網所提供的所有考試信息僅供考生及家長參考，敬請考生及家長以權威部門公布的正式信息為準。

高考專業(yè)報名咨詢