精品课件2014高考物理总复习专题八：磁场

高考物理专题复习精品课件 磁场

2014高考物理总复习

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第一课时 磁场及其描述一、磁场 1.磁场：一种看不见、摸不着、存在于电流或磁体周围 的物质，它传递着磁相互作用. 2.基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷 有力的作用. 3.磁场的方向：小磁针N极所受磁场力的方向，或小磁 针静止时N极所指的方向.

4.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. 5.地球的磁场：地球本身就是一个大磁体，

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地磁场的三个特点是：

⑴地磁场的N极在地理南极附近，S极在地理北极附 近.地球的地磁场两极和地理两极不重合，形成了磁 偏角； ⑵地磁场B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 球垂直地面向下；⑶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.

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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 曲线上的任意一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同， 都代表磁场中该点小磁针北极受力的方向. 2.磁感线的特点 ⑴磁感线是闭合曲线，磁体的外部是从N极到S极，内部 是从S极到N极； ⑵磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线 方向表示该点的磁场方向； ⑶磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的. 3.常见磁场的磁感线分布 ⑴条形磁铁和蹄形磁铁的磁场：在磁体的外部，磁感 线从N极射出进入S极，在内部也有相同条数的磁感线 (图中未画出)与外部磁感线衔接并组成闭合曲线.

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⑵几种电流周围的磁场分布 ①直线电流的磁场 特点：无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱 判定：安培定则 立体图 横截面图 纵截面图

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②通电螺线管的磁场 特点：与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁 场由S极指向N极，管外为非匀强磁场。 判定：安培定则 立体图 横截面图 纵截面图

③环形电流的磁场 特点：环形电流的两侧是N极和S极且离圆环中心越远 磁场越弱。 判定：安培定则 立体图 横截面图 纵截面图

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【例与练】如图所示，带负电的金属环绕轴 OO′以角 速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡 的位臵是( C) A.N 极竖直向上 B.N 极竖直向下 C.N 极沿轴线向左 D.N 极沿轴线向右 【例与练】如图所示，a、b、c 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 止时，小磁针 N 极的指向是( C ) A.a、b、c 均向左 B.a、b、c 均向右 C.a 向左，b 向右，c 向右 D.a 向右，b 向左，c 向右

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三、磁感应强度、磁通量 1、磁感应强度 ⑴物理意义：磁感应强度B是描述磁场强弱和方向的物 理量.

⑵定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受 的力F跟电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫做磁感应 强度. F 磁感应强度B是矢量 ⑶定义式： B Il 说明：①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 I的大小、 导线的长短l的大小无关. ②垂直穿过单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应 强度.磁感应强度大的地方，磁感线密，磁感应强度 小的地方，磁感线疏.

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⑷单位：特斯拉，简称：特，符号为T. ⑸方向：磁场中某点B的方向就是该点的磁场方向，也 就是放在该点的小磁针N极受力方向.

F 说明：由定义式 B 计算B时，通电导线必须垂 Il

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 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.磁感应强度B与电场强度E的比较：⑴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 和电流元受力方向垂直. ⑵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.

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2、匀强磁场 ⑴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； ⑵磁感线特点：是一组平行且等间距的直线； ⑶存在：a.两个相距很近的异名磁极之间，b.通电长 直螺线管内部：如图所示 3、磁通量 ⑴定义：磁场中穿过磁场某一面积S的磁感线条数， 用Φ表示； ⑵计算公式：Φ=BS; ⑶单位：韦伯，符号Wb,1 Wb=1 T· m2.

说明：磁通量是标量，但有正负，其正负代表磁感线 是正穿还是反穿，若正穿为正，则反穿为负.

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⑷对磁通量的理解 ①Φ=B· S的含义 Φ=BS只适用于磁感应强度B与面积S垂直的情况.当 S 与垂直于 B的平面间的夹角为 θ时，则有 Φ= BScosθ. 可理解为Φ=B(Scosθ),即 Φ等于B与S在垂直于B方向上投影面 积的乘积如图所示；也可理解为 Φ=(Bcosθ)S,即Φ等于B在垂直于 S方向上的分量与S的乘积.②面积S的含义： S 不一定是某个线圈的真正面积，而 是线圈在磁场范围内的面积.如图所 示，S应为线圈面积的一半.

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③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 感线条数相同，而磁感线条数可表示磁通量的大小. ④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 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 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 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.

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【例与练】有一小段通电导线，长为1 cm,电流强度 5 A,把它臵于磁场中，受到的磁场力为0.1 N,则该 处的磁感应强度B一定是( C ) A.B=2T B.B≤2 T C.B≥2T D.以上情况均可能【例与练】如图 所示，两个同心放臵的金属圆

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Φa、 Φb 的关系为( A ) A.Φa>Φb B.Φa < Φb C.Φa = Φb D.不能确定

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【例与练】在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各 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c点的导线所受安培力的 方向( C ) A.与ab边平行，竖直向上 B.与ab边平行，竖直向下 C.与ab边垂直，指向左边 D.与ab边垂直，指向右边

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第二课时 磁场对电流的作用 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. 2、安培力的大小 ⑴F=BIlsinθ ⑵磁场和电流方向垂直时：Fmax=BIl. ⑶磁场和电流方向平行时：Fmin=0 注意：F不仅与 B、I、l 有关，还与夹角θ有关；l是有 效长度，不一定是导线的实际长度.弯曲导线的有效 长度l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l=0.B I I B

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3、安培力的方向 ⑴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.让磁感线垂直穿过手心， 四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电直 导线在磁场中的受力方向. ⑵安培力的方向特点：F⊥B,F⊥I, 即F垂直于B和I决定的平面. 注意：安培力的方向垂直于磁感应 强度 B 和电流 I 所决定的平面，但 磁感应强度B与电流I不一定垂 直. B 与 I 垂直时产生的安培力最 大.