2014高三物理第一轮总复习课件八：磁场.ppt

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高三物理第一轮总复习高三物理第一轮总复习（2014届）届）第一课时磁场及其描述第一课时磁场及其描述一、磁场一、磁场1.磁场：

一种看不见、摸不着、存在于磁场：

一种看不见、摸不着、存在于电流电流或或磁体磁体周围周围的物质，它传递着磁相互作用的物质，它传递着磁相互作用2.基本性质：

基本性质：

磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有有力力的作用的作用3.磁场的方向：

小磁针磁场的方向：

小磁针N极所受磁场力的方向，或小磁极所受磁场力的方向，或小磁针静止时针静止时N极所指的方向极所指的方向5.地球的磁场：

地球本身就是一个大磁体，地球的磁场：

地球本身就是一个大磁体，4.磁现象的电本质：

磁铁的磁场和电流的磁场都是由磁现象的电本质：

磁铁的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的电荷的运动产生的地磁场的地磁场的N极在地理极在地理南南极附近，极附近，S极在地理极在地理北北极附近极附近地球的地磁场两极和地理两极不重合，形成了磁偏地球的地磁场两极和地理两极不重合，形成了磁偏角；角；地磁场地磁场B的水平分量总是从地球南极指向北极，而竖的水平分量总是从地球南极指向北极，而竖直分量则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半直分量则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下；球垂直地面向下；在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感应在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感应强度相等，且方向均水平强度相等，且方向均水平地磁场的三个特点是：

地磁场的三个特点是：

磁感线是闭合曲线，磁体的外部是从磁感线是闭合曲线，磁体的外部是从N极到极到S极，内部极，内部是从是从S极到极到N极；极；磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线上某点的磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线切线方向方向表示该点的磁场方向；表示该点的磁场方向；磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的二、磁感线二、磁感线1.磁感线：

在磁场中画出的一些有方向的假想曲线，使磁感线：

在磁场中画出的一些有方向的假想曲线，使曲线上的任意一点的曲线上的任意一点的切线切线方向都跟该点的磁场方向相同，方向都跟该点的磁场方向相同，都代表磁场中该点小磁针都代表磁场中该点小磁针北北极受力的方向极受力的方向2.磁感线的特点磁感线的特点条形磁铁和蹄形磁铁的磁场：

在磁体的外部，磁感条形磁铁和蹄形磁铁的磁场：

在磁体的外部，磁感线从线从N极射出进入极射出进入S极，在内部也有相同条数的磁感线极，在内部也有相同条数的磁感线（图中未画出图中未画出）与外部磁感线衔接并组成闭合曲线与外部磁感线衔接并组成闭合曲线3.常见磁场的磁感线分布常见磁场的磁感线分布几种电流周围的磁场分布几种电流周围的磁场分布直线电流的磁场直线电流的磁场特点特点：

无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱：

无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱立体图立体图横截面图横截面图纵截面图纵截面图判定：

安培定则判定：

安培定则通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场特点特点：

与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁：

与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场由场由S极指向极指向N极，管外为非匀强磁场。

极，管外为非匀强磁场。

立体图立体图横截面图横截面图纵截面图纵截面图判定：

安培定则判定：

安培定则立体图立体图横截面图横截面图纵截面图纵截面图判定：

安培定则判定：

安培定则环形电流的磁场环形电流的磁场特点特点：

环形电流的两侧是：

环形电流的两侧是N极和极和S极且离圆环中心越远极且离圆环中心越远磁场越弱。

磁场越弱。

【例与练例与练】如图所示，带负电的金属环绕轴如图所示，带负电的金属环绕轴OO以角以角速度速度匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是（的位置是（）AN极竖直向上极竖直向上BN极竖直向下极竖直向下CN极沿轴线向左极沿轴线向左DN极沿轴线向右极沿轴线向右【例与练例与练】如图所示，如图所示，a、b、c三枚小磁针分别放在三枚小磁针分别放在通电螺线管的正上方、管内和右侧当这些小磁针静通电螺线管的正上方、管内和右侧当这些小磁针静止时，小磁针止时，小磁针N极的指向是（极的指向是（）Aa、b、c均向左均向左Ba、b、c均向右均向右Ca向左，向左，b向右，向右，c向右向右Da向右，向右，b向左，向左，c向右向右CC定义式：

定义式：

三、磁感应强度、磁通量三、磁感应强度、磁通量1、磁感应强度、磁感应强度物理意义：

磁感应强度物理意义：

磁感应强度B是描述磁场是描述磁场强弱强弱和和方向方向的物的物理量理量定义：

在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的定义：

在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的力力F跟电流跟电流I和导线长度和导线长度l的乘积的乘积Il的比值叫做磁感应强度的比值叫做磁感应强度垂垂直直穿穿过过单单位位面面积积的的磁磁感感线线条条数数等等于于该该处处的的磁磁感感应应强强度度磁磁感感应应强强度度大大的的地地方方，磁磁感感线线密密，磁磁感感应应强强度度小的地方，磁感线小的地方，磁感线疏疏磁感应强度磁感应强度B是矢量是矢量说明：

说明：

磁感应强度是用比值法定义的，其大小由磁磁感应强度是用比值法定义的，其大小由磁场本身的性质决定，与放入的直导线的电流场本身的性质决定，与放入的直导线的电流I的大小、的大小、导线的长短导线的长短l的大小无关的大小无关单位：

单位：

特斯拉特斯拉，简称：

特，符号为，简称：

特，符号为T.方向：

磁场中某点方向：

磁场中某点B的方向就是该点的的方向就是该点的磁场方向磁场方向，也，也就是放在该点的小磁针就是放在该点的小磁针N极极受力方向受力方向说明：

由定义式说明：

由定义式计算计算B时，通电导线必须垂时，通电导线必须垂直于磁场；若通电导线平行放入磁场，则不受作用力，直于磁场；若通电导线平行放入磁场，则不受作用力，但不能说该处磁感应强度为零磁感应强度的方向不但不能说该处磁感应强度为零磁感应强度的方向不是通电导线所受磁场作用力的方向，而是与作用力的是通电导线所受磁场作用力的方向，而是与作用力的方向垂直方向垂直磁感应强度磁感应强度B与电场强度与电场强度E的比较的比较：

电场强度的方电场强度的方向和电荷受力方向相同或相反，而磁感应强度的方向向和电荷受力方向相同或相反，而磁感应强度的方向和电流元受力方向垂直和电流元受力方向垂直电荷在电场中一定受静电力作用，而电流在磁场中电荷在电场中一定受静电力作用，而电流在磁场中不一定受作用力不一定受作用力2、匀强磁场、匀强磁场定义：

在磁场的某个区域内，各点的磁感应强度大定义：

在磁场的某个区域内，各点的磁感应强度大小、方向都相同的磁场；小、方向都相同的磁场；磁感线特点：

是一组平行且等间距的直线；磁感线特点：

是一组平行且等间距的直线；存在：

存在：

a.两个相距很近的两个相距很近的异名异名磁极之间，磁极之间，b.通电长通电长直螺线管内部：

如图所示直螺线管内部：

如图所示3、磁通量、磁通量定义：

磁场中穿过磁场某一面积定义：

磁场中穿过磁场某一面积S的的磁感线条数磁感线条数，用用表示；表示；计算公式：

计算公式：

BS；单位：

单位：

韦伯韦伯，符号，符号Wb，1Wb1Tm2.说说明明：

磁磁通通量量是是标标量量，但但有有正正负负，其其正正负负代代表表磁磁感感线线是是正穿还是反穿，若正穿为正，则反穿为负正穿还是反穿，若正穿为正，则反穿为负对磁通量的理解对磁通量的理解BS的含义的含义BS只只适适用用于于磁磁感感应应强强度度B与与面面积积S垂垂直直的的情情况况当当S与与垂垂直直于于B的的平平面面间间的的夹夹角角为为时时，则则有有BScos.可理解为可理解为B（Scos），即，即等于等于B与与S在垂直于在垂直于B方向上投影面方向上投影面积的乘积如图所示；也可理解为积的乘积如图所示；也可理解为（Bcos）S，即，即等于等于B在垂直于在垂直于S方向上的分量与方向上的分量与S的乘积的乘积S不不一一定定是是某某个个线线圈圈的的真真正正面面积积，而而是是线线圈圈在在磁磁场场范范围围内内的的面面积积如如图图所所示，示，S应为线圈面积的一半应为线圈面积的一半面积面积S的含义：

的含义：

多匝线圈的磁通量：

多匝线圈内磁通量的大小与线多匝线圈的磁通量：

多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁圈匝数无关，因为不论线圈匝数多少，穿过线圈的磁感线条数相同，而磁感线条数可表示磁通量的大小感线条数相同，而磁感线条数可表示磁通量的大小合磁通量求法合磁通量求法若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在，当若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在，当计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通计算穿过这个面的磁通量时，先规定某个方向的磁通量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁量为正，反方向的磁通量为负，平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的合磁通量通量的代数和等于这个平面内的合磁通量4、磁场的叠加：

磁感应强度是矢量，计算时与力的、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进行合成与分解【例与练例与练】如图如图所示，两个同心放置的金属圆所示，两个同心放置的金属圆环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，通环，条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直，通过两圆环的磁通量过两圆环的磁通量a、b的关系为的关系为（）AabBabCabD不能确定不能确定A【例与练例与练】有一小段通电导线，长为有一小段通电导线，长为1cm，电流强度，电流强度5A，把它置于磁场中，受到的磁场力为，把它置于磁场中，受到的磁场力为0.1N，则该，则该处的磁感应强度处的磁感应强度B一定是一定是（）A.B=2TB.B2TC.B2TD.以上情况均可能以上情况均可能C【例与练例与练】在等边三角形的三个顶点在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图。

过的恒定电流，方向如图。

过c点的导线所受安培力的点的导线所受安培力的方向方向（）A.与与ab边平行，竖直向上边平行，竖直向上B.与与ab边平行，竖直向下边平行，竖直向下C.与与ab边垂直，指向左边边垂直，指向左边D.与与ab边垂直，指向右边边垂直，指向右边C第二课时磁场对电流的作用第二课时磁场对电流的作用一安培力的大小和方向一安培力的大小和方向1、定义：

磁场对电流的作用力称为安培力、定义：

磁场对电流的作用力称为安培力2、安培力的大小、安培力的大小FBIlsin磁场和电流方向磁场和电流方向垂直垂直时：

时：

FmaxBIl.磁场和电流方向磁场和电流方向平行平行时：

时：

Fmin=0注意：

注意：

F不仅与不仅与B、I、l有关，还与夹角有关，还与夹角有关；有关；l是有是有效长度，不一定是导线的实际长度弯曲导线的有效效长度，不一定是导线的实际长度弯曲导线的有效长度长度l等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度合线圈的有效长度l0.IBIB注注意意：

安安培培力力的的方方向向垂垂直直于于磁磁感感应应强强度度B和和电电流流I所所决决定定的的平平面面，但但磁磁感感应应强强度度B与与电电流流I不不一一定定垂垂直直B与与I垂直时产生的安培力最大垂直时产生的安培力最大用左手定则判定：

伸开左手，让拇指与其余四指垂直用左手定则判定：

伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并与手掌在同一平面内让，并与手掌在同一平面内让磁感线垂直穿过手心磁感线垂直穿过手心，四四指指指向指向电流方向电流方向，那么，那么，拇指拇指所指方向即为通电直导线所指方向即为通电直导线在磁场中的在磁场中的受力方向受力方向3、安培力的方向、安培力的方向安培力的方向特点：

安培力的方向特点：

FB，FI，即即F垂直于垂直于B和和I决定的平面决定的平面【例与练例与练】判断下面各图判断下面各图F、B、I三个中未知的一个三