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【物理】第三章《磁场》复习课件(粤教版选修3-1)


磁场总复习
第一课时.磁场的基本概念

广东仲元中学 蔡钳

基本问题

1.磁场存在于何处? 2.磁场的基本特性是什么? 3.什么是磁现象的电本质?

tips.磁感应强度是描述 的物理量,用符号 表示,单位是 单位符号是 . tips.磁感应强度是矢量,某点的 就是这点磁感 应强度的方

向。 磁感线的 大致表示磁感应强度的大小。 磁感应强度的大小和方向处处相同的区域称为 .

磁场的描述

1、磁感强度

定义方法 F 定义式 B? IL 矢量性 性质:人为画出,闭合曲线 典型磁场的磁感线
地理北极

2、磁感线

地理南极

安 培 定 则

几种特殊磁感线

3、磁通量

? ? BS?

(1)如果磁感线与面积不垂直,怎么办? (2)磁通量有什么物理意义? (3)用磁通量定义磁感应强度

4.安培力----磁场对通电电流的作用

磁感线穿过掌心,四指伸直, 指向电流方向,大拇指方向 就是电流的受力方向

4.安培力----大小 安培力的大小:F=BIL

F B? IL

1N 1T ? Am

垂直时最大,平行时为零

5.应用 思考:地磁场可视为南北方向的匀强磁场,磁感应强 度大小为0.00005T,假设在赤道上沿东西方向水平放 置一根长度为10m的直导线,其中通从西向东的电流 2.0A,求:地磁场对这根导线的安培力多大?方向如 何?
实践:电磁炮,原理图如下: B

讲述其原理

I

知识点剖析—习题巩固

1、如图所示,两根垂直纸面平行放置的直 导线A、C由通有等大电流.在纸面上距A、 C等远处有一点P.若P点磁感强度及方向水 平向左,则导线A、C中的电流方向是如下哪 种说法? A.A中向纸里,C中向纸外 B.A中向纸外,C中向纸里 C.A、C中均向纸外 D.A、C中均向纸里

知识点剖析—习题巩固

2.如图所示,条形磁铁放在水平桌面上, 它的正中央上方固定一长直导线,导线与磁铁 垂直.给电线通以垂直纸面向外的电流,则 A磁铁对桌面压力增大,受桌面摩擦力作用 B磁铁对桌面压力增大,不受桌面摩擦力作用 C磁铁对桌面压力减小,要受桌面摩擦力作用 D磁铁对桌面压力减小,不受桌面摩擦力作用

知识点剖析—习题巩固

3、非简单直导线的受力 B

L

I L

知识点剖析—习题巩固

4、如图所示,在水平虚线上方有磁感强度为2B, 方向水平向右的匀强磁场,水平虚线下方有磁 感强度为B,方向水平向左的匀强磁场.边长为 L的正方形线圈放置在两个磁场中,线圈平面与 水平面成α角,线圈处于两磁场中的部分面积相 等,则穿过线圈平面的磁通量大小为多少?
2B

B

知识点剖析—习题巩固

5、如图,磁铁水平固定,一矩形线框 保持竖直从左端向右端移动,问:过程 中穿过线圈的磁通量怎样变化?

S

N

知识点剖析—习题巩固

6、安培分子电流假说提示了磁现象 的电本质,安培提出分子电流假说 的依据是什么?下图所示的实验会 出现什么现象?怎样解释?

5.例题分析 例1.把电流强度均为I,长度均为l 的两小段通电直导线分 别置于磁场中的1、2两点处时,两小段通电直导线所受磁 场力的大小分别为F1和F2,若已知1、2两点处磁感应强度 的大小关系为B1<B2,则必有( )

F2 F1 A.B1= B.B2= C.F1<F2 Il Il

D.以上都不对

5.例题分析 例2.三根通电导线P、Q、R互相平行,通过正三角形的 三个顶点,三条导线通入大小相等、方向垂直纸面向里的 电流,如图所示,R受到P、Q的磁场力的方向是( ) A.垂直于R,指出y轴负方向 B.垂直于R,指向y轴正方向 C.垂直于R,指向x轴正方向 D.垂直于R,指向x轴负方向

5.例题分析

例3.如图,带负电的金属环绕轴OO’以角速度w匀速旋转, 在环左侧轴线上的小磁针最后平衡位置是() A.N极竖直向上 B.N极竖直向下 C.N极沿轴向向左 D.N极沿轴向向右
N O O’

5.例题分析 例4.在蹄形磁铁的上方用橡皮绳悬挂一根通电直导线CD,如图所
示,问在磁场力的作用下,直导线CD将( ) A.向下平动,橡皮绳再伸长一些 B.向纸面外平动,橡皮绳再伸长一些 C.C端向纸面外转动,D端向纸里转动,橡皮绳再伸长一些 D.D端向纸面外转动,C端向纸里转动,橡皮绳缩短一些

C

D

安培力复习

第二课时· 习题讲解

例题分析 1.用两个一样的弹簧吊着一根铜棒,铜棒所在虚线范围 内有垂直于纸面的匀强磁场,棒中通以自左向右的电流 (如图所示),当棒静止时,弹簧秤的读数为F1;若 将棒中的电流反向(大小不变),当棒静止时,弹簧秤的 示数为F2,且F2>F1,根据这两个数据,可以确定( ) A.磁场的方向 B.磁感强度的大小 C.安培力的大小 D.铜棒的重力

对比第二课堂P269 5题

例题分析

2.如下图,MN和导线框都通电,则关于MN的磁场对导线框 的作用,正确的是:
A.线框有两条边所受的安培力方向相同 B.线框有两条边所受的安培力大小相同 C.线框所受安培力合力向左 D.cd边所受的安培力与ab边相等
N b c



a M

d

3.ab导线水平放置,并被固定。cd导线在ab导线附近 与ab导线有一段距离,竖直放置,cd导线能自由移动, 当导线中通入如图所示方向的电流时,cd导线的运动情 况将是: A.不动 B.顺时针转动,且靠近ab C.顺时针转动,且远离ab D.逆时针转动,且远离ab

4.当电子由A不断运动到B的过程中,如图所示,小磁针 如何运动: A.不动 B.N极向纸里,S极向纸外旋转 C.向上运动 D.N极向纸外,S极向纸里旋转

A
对比第二课堂P270 5题

B

例题分析

5.电源电动势E=2V,r=0.5Ω,竖直导轨电阻可略,金属棒 的质量m=0.1kg,R=0.5Ω,它与导轨动摩擦因数μ=0.4, 有效长度为0.2m,靠在导轨外面,为使金属棒不动,我们 施一与纸面夹角300与导线垂直且向里的磁场(g=10m/s2) .求:此磁场是斜向上还是斜向下?B的范围是多少?

例题分析

6.套在足够长的固定绝缘直棒上的小球,质量为10-4kg,带 有4×10-4C的正电,小球可沿棒滑动,动摩擦因数为0.2。 把 此棒竖直地放在互相垂直且境外沿水平方向的匀强电场 和匀强磁场中,电场强度为10N/C,磁感强度为0.5T.求小 球由静止释放后下落过程中的最大加速度和最大速度 (g取10m/s2)

例题分析

7在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质 量为m的直导体棒,一匀强磁场垂直于斜面向下,如图 所示.当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时,导体棒恰 好静止在斜面上,求磁感强度的大小

对比第二课堂P269 4题

8.质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上,如图 10-10所示。已知导体与导轨间的动摩擦因数为μ,在图 10-11所加各种磁场中,导体均静止,则导体与导轨间摩 擦力为零的可能情况是:

如图.两根平行长直金属导轨沿水平方向固定,其间安放金属滑块。 滑块可沿导轨无摩擦滑行,且始终与导轨保持良好接触。电源提供 的强大电流从一根导轨流入,经过滑块,再从另一导轨流回电源。 滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中,该磁 场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场,方向垂直于纸面,其 强度与电流的关系为B=kI,比例常量k=2.5×10-6T/A。已知两导轨 内侧间距L=1.5cm,滑块的质量m=30g,滑块沿导轨滑行5m后获 得的发射速度v=3.0km/s(此过程视为匀加速运动)。 (1)求发射过程中电源提供的电流强度。 (2)若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能,则发射过程中电 源的输出功率和输出电压各是多大? (3)若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的 砂箱,它嵌入砂箱的深度为s’。设砂箱质量为M,滑块质量为m, 不计砂箱与水平面之间的摩擦。求滑块对砂箱平均冲击力的表达式。


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