高考物理总复习专题十磁场市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件.pptx

专题十磁场考情精解读方法1与安培力相关力电综合问题求解方法考情精解读1.磁场、磁感应强度、磁感线Ⅰ2.通电直导线和通电线圈周围磁场方向Ⅰ3.安培力、安培力方向Ⅰ4.匀强磁场中安培力Ⅱ5.洛伦兹力、洛伦兹力方向Ⅰ6.洛伦兹力公式Ⅱ7.带电粒子在匀强磁场中运动Ⅱ8.质谱仪和盘旋加速器Ⅰ说明:1.安培力计算只限于电流与磁感应强度垂直情形2.洛伦兹力计算只限于速度与磁场方向垂直情形关键考点本专题是高考热点之一,磁场叠加及简单磁偏转问题多以选择题形式考查.计算题几乎每年都考,多以压轴题形式出现,考查复合场下动力学分析问题,对综合分析能力、空间想象及建模能力、利用数学知识处理物理问题能力要求非常高A.考点帮·知识全通关1.磁场与电场对比2.磁感应强度与电场强度对比3.几个常见磁场(1)常见磁体磁场续表(3)地磁场①地磁场N极在地理南极附近,S极在地理北极附近,磁感线分布如图所表示.②在赤道平面上,距离地球表面高度相等各点,磁感应强度大小相等,且方向水平向北.③在北半球地磁场水平分量向北,竖直分量向下;在南半球地磁场水平分量向北,竖直分量向上.4.安培力(1)安培力方向①用左手定则判断:伸开左手,让拇指与其余四个手指垂直,而且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流方向,这时拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向.②安培力方向特点:F⊥B,F⊥I,即F垂直于B、I决定平面(注意B和I能够不垂直).(2)安培力大小F=BILsinθ(其中θ为B与I之间夹角,L为导线在磁场中有效长度,公式适用条件为匀强磁场)1.安培力和洛伦兹力比较2.洛伦兹力与电场力比较2.带电粒子在复合场中运动分类(1)静止或匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,将处于静止状态或做匀速直线运动.(2)匀速圆周运动当带电粒子所受重力与电场力大小相等,方向相反时,带电粒子在洛伦兹力作用下,在垂直于匀强磁场平面内做匀速圆周运动.B.方法帮·题型全突破题型1在安培力作用下导体转动问题考法示例1如图所表示,把一重力不计通电直导线水平放在蹄形磁铁两极正上方,导线能够自由转动,当导线通入图示方向电流I时,导线运动情况是(从上往下看)A.顺时针方向转动,同时下降B.顺时针方向转动,同时上升C.逆时针方向转动,同时下降D.逆时针方向转动,同时上升解析如图所表示,把通电直导线中电流等效为AO、OB两段电流元,AO段电流元所在处磁场方向倾斜向上,依据左手定则可知其所受安培力方向垂直于纸面向外;OB段电流元所在处磁场方向倾斜向下,同理可知其所受安培力方向垂直于纸面向里.综上可知导线将以O点为轴顺时针转动(俯视).取把导线转过90°特殊位置来分析,依据左手定则判得顺时针转动时安培力方向向下,故导线在顺时针转动同时向下运动,选项A正确.答案A考法示例2如图所表示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面轻弹簧拉住而平衡,A为水平放置直导线截面,导线中无电流时磁铁对斜面压力为FN1;当导线中有垂直纸面向外电流时,磁铁对斜面压力为FN2,则以下关于压力和弹簧伸长量说法中正确是A.FN1<FN2,弹簧伸长量减小B.FN1=FN2,弹簧伸长量减小C.FN1>FN2,弹簧伸长量增大D.FN1>FN2,弹簧伸长量减小解析采取“转换研究对象法”:因为条形磁铁磁感线是从N极出发到S极,所以可画出磁铁在导线A处一条磁感线,此处磁感应强度方向斜向左下方,如图所表示,导线A中电流垂直纸面向外,由左手定则可判断导线A必受斜向右下方安培力,由牛顿第三定律可知磁铁所受导线A作用力方向是斜向左上方,所以磁铁对斜面压力减小,FN1>FN2.同时,因为导线A比较靠近N极,安培力方向与斜面夹角小于90°,所以电流对磁铁作用力有沿斜面向下分力,使得弹簧弹力增大,可知弹簧伸长量增大,所以正确选项为C.答案C考法示例3如图所表示,轻质导电线圈挂在磁铁N极附近,当线圈通以图示方向电流时,线圈将(未通电时线圈在纸面内)A.不动B.转动,同时靠近磁铁C.转动,同时离开磁铁D.不转动,只靠近磁铁解析通电线圈可等效为圆心处一个小磁针,其N极指向纸内,S极指向纸外,而磁铁在线圈圆心处磁场方向为水平向右,故小磁针从上向下看顺时针转动,如图所表示,同时,异名磁极相互吸引,故线圈向磁铁靠近,选项B正确.答案B题型2安培力作用下平衡问题考法示例2如图所表示,两平行金属导轨间距离L=0.40m,金属导轨所在平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面向上匀强磁场,金属导轨一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω直流电源.现把一个质量m=0.04kg导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触两点间电阻R0=2.5Ω,金属