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2016届高三物理一轮复习学案:磁场

物理教案 时间:2022-04-01

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【例题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
5.磁通量
如果在磁感应强度为b的匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面,其面积为s,则定义b与s的乘积为穿过这个面的磁通量,用u表示。u是标量,但是有方向(进该面或出该面)。单位为韦伯,符号为wb。1wb=1tm2=1vs=1kgm2/(as2)。
穿过磁场中某一面积的磁感线条数称为穿过这一面积的磁通量。定义式为:u=bs⊥(s⊥为垂直于b的面积)。磁感强度是描述磁场某点的性质,而磁通量是描述某一面积内磁场的性质。由b= u/s⊥可知磁感强度又可称为磁通量密度。在匀强磁场中,当b与s的夹角为α时,有u=bssinα。
【例题2】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?
分析:注意到b与s不垂直,应把s投影到与b垂直的方向上;水平虚线上下两部分磁场大小与方向的不同。应求两部分磁通量按标量叠加,求代数和。
解:(以向右为正)u=u1+u2=[(2bl2/2)-(bl2/2)]sinα=bl2 sinα/2
二、安培力 (磁场对电流的作用力)
讨论如下几种情况安培力的大小计算,并用左手定则对其方向进行判断。
 
安培力大小:f=b⊥il.b⊥为磁感强度与电流方向垂直分量。
方向:左手定则(内容略)。注意安培力总是与磁场方向和电流方向决定的平面垂直(除了二者平行,安培力为0的情况)。
1.安培力方向的判定
(1)用左手定则。
(2)用“同性相斥,异性相吸”(只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时)。
(3)用“同向电流相吸,反向电流相斥”(反映了磁现象的电本质)。可以把条形磁铁等效为长直螺线管(不要把长直螺线管等效为条形磁铁)。
只要两导线不是互相垂直的,都可以用“同向电流相吸,反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向;当两导线互相垂直时,用左手定则判定。
【例题3】如图所示,可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流,不计通电导线的重力,仅在磁场力作用下,导线将如何移动?
解:先画出导线所在处的磁感线,上下两部分导线所受安培力的方向相反,使导线从左向右看顺时针转动;同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动(不要说成先转90°后平移)。分析的关键是画出相关的磁感线。
【例题4】条形磁铁放在粗糙水平面上,正中的正上方有一导线,通有图示方向的电流后,磁铁对水平面的压力将会     (增大、减小还是不变?)。水平面对磁铁的摩擦力大小为       。
解:本题有多种分析方法。(1)画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线(如图中粗虚线所示),可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小,但不受摩擦力。(2)画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条(如图中细虚线所示),可看出导线受到的安培力竖直向下,因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。(3)把条形磁铁等效为通电螺线管,上方的电流是向里的,与通电导线中的电流是同向电流,所以互相吸引。共8页,当前第2页12345678

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