2011学案与测评物理人教版第8章+磁场（课件）.ppt

第八章 磁场 第1节 磁场的描述 磁场对电流的作用 例 1 （2010·厦门模拟）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（ ） A.B1=F1/IL B. B2=F2/IL C. F1＜F2 D. 以上都不对 【点拨】注意到磁场对通电导线的作用力与导线和磁场方向的夹角有关. 【解析】磁感应强度B的定义式B=F/IL，式中的F应理解为检验电流元（IL）垂直于B的方向放置时所受到的最大的磁场力，而此题中两小段通电导线在1、2两点处是否垂直于B不能确定，因此A、B两选项中的等式不一定成立；正因为磁场对电流作用力的大小除与B、I、L有关外，还与导线与B的夹角有关，因此，无法比较F1和F2的大小，所以D正确. 【答案】D 1. 有一小段通电导线，长为1 cm，电流强度5 A，把它置于磁场中，受到的磁场力为0.1 N，则该处的磁感应强度B一定是（ ） A. B=2 T B. B≤2 T C. B≥2 T D. 以上情况均可能 【解析】当通电导线与磁场垂直时，磁感应强度最小，Bmin=F/IL=0.1/（5×1×10-2）T=2 T，故B≥2 T，选项C正确. 【答案】C 例2 如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过电流I时，导线的运动情况是（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 明确磁场 感线的分布 【点拨】 根据磁场特点， 将电流分段 （电流元法） 左手定则判 断电流运动 当转动后选取电流 垂直纸面（特殊位 置法）时，分析受力 并判断运动情况 【解析】（1）电流元受力分析法：把直线电流等效为AO、BO两段电流元，蹄形磁铁磁感线分布以及两段电流元受安培力方向如图所示.可见，电线将逆时针转动. （2）特殊位置分析法：选导线转动90°的特殊位置（如图的虚线位置）来分析，判定安培力方向向下.故导线在逆时针转动的同时向下运动，所以C正确. 【答案】C 2. （2010·晋江模拟）如图所示，把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面.当线圈内通过如图所示的电流时，线圈将怎样运动？ 【解析】（1）等效分析法：把环形电流等效成图（a）所示的条形磁铁，可见两条磁铁只是相互吸引而没有转动.即线圈向磁铁平移. （2）结论分析法：把条形磁铁等效成图（b）所示的环形电流，由图可见两电流方向相同，故两环形电流没有转动，只是相互吸引，即线圈将向磁铁平移. 例3 (2010·晋江模拟)质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图所示，求棒MN受到的支持力和摩擦力. 【点拨】 画出导体 的截面图 对导体进行 受力分析 由力的平衡 列方程求解 【解析】求解此题容易犯的错误是认为磁感应强度B与棒MN斜交成θ角.实际上尽管磁感线与平面成θ角，但磁场方向与棒MN仍是垂直的.由左手定则判断安培力的方向时，要注意安培力的方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向，即垂直于电流方向和磁场方向所决定的平面，棒MN受力分析如图所示. 由平衡条件有水平方向：Ff=Fsin θ， 竖直方向：FN=Fcos θ+mg，且F=BIL， 从而得Ff=BILsinθ，FN=BILcosθ+mg. 特别提示 对此题可再改造一下，如将导轨右端垫高一个角度θ，成为一个斜面；使磁场沿各个不同的方向： （1）保持原方向； （2）竖直向下； （3）垂直斜面.请同学们分别求解这些情况下使导体棒平衡所需的电流.（最大静摩擦力为Fmax） 3.如图所示，光滑的平行导轨倾角为θ，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m、长度为L的导体棒ab由静止释放，求导体棒在释放的瞬时加速度的大小. 【解析】由闭合电路的欧姆定律有I=E/（R+r），安培力F=BIL，对导体棒受力分析，如图所示，由牛顿第二定律有ma=mgsinθ-Fcosθ.所以a=gsinθ-BELcosθ/m(R+r). 例 如图所示，通电闭合三角形线框ABC处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，电流方向如图所示，那么三角形线框受到的磁场力的合力为( ) A.方向垂直于ab边斜向上 B.方向垂直于ac