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)大小：B=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、安培分子環型電流假說：分子、原子等物質的微粒內部存在一種環形電流，叫分子電流。這種環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、安培力的大小：

　　(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;

　　②已知B 和F安的方向，當導線的位置確定時，可唯一確定I的方向;

　　③已知I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.

　　①安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通電導線后轉化為導線的動能或轉化為其他形式的能.

　　②安培力做負功：是將其他形式的能轉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)