第1讲磁场的描述及磁场对电流的作用(含解析)新人教版.

选修3－1 第八章 磁 场

第1讲 磁场的描述及磁场对电流的作用

对应学生

用书P145

磁场、磁感应强度 Ⅰ(考纲要求)

【思维驱动】

(多选)物理学中，通过引入检验电流来了解磁场力的特性，对检验电流的要求是( )．

A ．将检验电流放入磁场，测量其所受的磁场力F ，导线长度L ，通电电流I ，应用公式

B ＝F IL ，

即可测得磁感应强度B

B ．检验电流不宜太大

C ．利用检验电流和运用公式B ＝F IL 只能应用于匀强磁场

D ．只要满足长度L 很短，电流很小，将其垂直放入磁场的条件，公式B ＝F IL 对任何磁场都适

用

解析 用检验电流来了解磁场，要求检验电流对原来磁场的影响很小，可以忽略，所以导体

长度L 应很短，电流应很小，当垂直放置时，定义式B ＝F IL 适用于所有磁场，选项B 、D 正确．

答案 BD

【知识存盘】

1．磁场

(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用．

(2)方向：小磁针的N 极所受磁场力的方向．

2．磁感应强度

(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向．

(2)大小：B ＝F IL (通电导线垂直于磁场)．

(3)方向：小磁针静止时N 极的指向．

(4)单位：特斯拉(T)．

3．匀强磁场

(1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场．

(2)特点

匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线．

磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ(考纲要求)

【思维驱动】

(多选)下列关于电场线和磁感线的说法中，正确的是()．

A．电场线和磁感线都是电场或磁场中实际存在的线

B．磁场中两条磁感线一定不相交，但在复杂电场中的电场线是可以相交的

C．电场线是一条不闭合曲线，而磁感线是一条闭合曲线

D．电场线越密的地方，电场越强，磁感线越密的地方，磁场也越强

答案CD

【知识存盘】

1．磁感线

(1)磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致．

(2)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布(如图8－1－1所示)

图8－1－1

2

安培力Ⅱ(考纲要求)

【思维驱动】

(单选)一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如下图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()．

解析通电导线在磁场中受安培力时，可用左手定则判断安培力的方向．

答案 D

【知识存盘】

1．安培力的大小

当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝BILsin__θ，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况：

(1)磁场和电流垂直时：F＝BIL．

(2)磁场和电流平行时：F＝0.

2．安培力的方向

(1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．

(2)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．

对应学生

用书P146

考点一对磁感应强度的理解及叠加

【典例1】(单选)(2012·大纲全国卷，18)

图8－1－2

如图8－1－2所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c、d 位于MN的中垂线上，且a、b、c、d到O点的距离均相等．关于以上几点处的磁场，下列说法正确的是()．

A．O点处的磁感应强度为零

B．a、b两点处的磁感应强度大小相等，方向相反

C．c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同

D．a、c两点处磁感应强度的方向不同

解析根据安培定则判断磁场方向，再结合矢量的合成知识求解．根据安培定则判断：两直线电流在O点产生的磁场方向均垂直于MN向下，O点的磁感应强度不为零，故A选项错误；a、b两点的磁感应强度大小相等，方向相同，故B选项错误；根据对称性，c、d两点处的磁感应强度大小相等，方向相同，故C选项正确；a、c两点的磁感应强度方向相同，故D选项错误．

答案 C

【变式跟踪1】(单选)关于磁感应强度B，下列说法中正确的是()．

A．根据磁感应强度定义B＝F/(IL)，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比B．磁感应强度B是标量，没有方向

C．磁感应强度B是矢量，方向与F的方向相反

D．在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，不同点的磁感应强度B可能不同，磁感线密集的地方磁感应强度B大些，磁感线稀疏的地方磁感应强度B小些

解析磁感应强度是磁场本身的性质，与放入磁场中的导体的电流或受力大小F无关，A错误；磁感应强度B是矢量，其方向与F总是垂直的，电流方向与F也总是垂直的，B、C错误；在确定的磁场中，同一点的磁感应强度B是确定的，由磁场本身决定，与其他外来的一切因素无关，用磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，D正确．

答案D,借题发挥

求解有关磁感应强度问题的关键

1．磁感应强度―→由磁场本身决定．

2．合磁感应强度―→等于各磁场的磁感应强度的矢量和(满足平行四边形定则)

3．牢记判断电流的磁场的方法―→安培定则，并能熟练应用，建立磁场的立体分布模型(记住5种常见磁场的立体分布图)．

考点二对安培定则、左手定则的理解及应用

【典例2】(单选)通电矩形导线框

图8－1－3

abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图8－1－3所示，ad边与MN平行，关于MN中电流产生的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是()．

A．线框有两条边所受到的安培力方向相同

B．线框有两条边所受到的安培力大小相同

C．整个线框有向里收缩的趋势

D．若导线MN向左微移，各边受力将变小，但合力不变

解析由直线电流产生磁场的特点可知，与导线距离相等的位置磁感应强度大小相等，因此ab与cd边受到的安培力大小相等，B对；由安培定则知MN中电流在导线框处产生的磁场垂直纸面向里，由左手定则可判定ab受力方向向下，cd受力方向向上，ad受力方向向左，bc受力方向向右，但ad受到的力大于bc受到的力，整个线框有向外扩张的趋势，A、C错；若MN向左微移，则线框各边所在处磁场均减弱，故各边受力均变小，但ad边所在处减弱更多，故线框所受向左的合力变小，D错．

答案 B

【变式跟踪2】(单选)在等边三角形的三个顶点a、b、c处，

图8－1－4

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8－1－4所示，则过c点的导线所受安培力的方向()．

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

解析

根据安培定则，a、b在c处所激发的磁场方向分别如图中Ba、Bb所示，应用平行四边形定则可知c导线所在处的合磁场方向如图所示．根据左手定则可知安培力F安的方向与a、b 连线垂直，指向左边．

答案C,借题发挥

安培定则和左手定则的“因”与“果”

1．安培定则用于判定电流周围磁场的磁感线分布，使用时注意分清“因——电流方向”和“果——磁场方向”．

2．左手定则用于判定安培力的方向，使用时注意分清“因——电流方向与磁场方向”和“果——受力方向”．

考点三 通电导体在安培力作用下的平衡问题

【典例3】 (单选)(2012·天津卷，2)

图8－1－5

如图8－1－5所示，金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M 向N 的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是( )．

A ．棒中的电流变大，θ角变大

B ．两悬线等长变短，θ角变小

C ．金属棒质量变大，θ角变大

D ．磁感应强度变大，θ角变小

解析 选金属棒MN 为研究对象，其受力情况如图所示．根据平衡条件及三角形知识可得

tan θ＝BIl mg ，所以当棒中的电流I 、磁感应强度B 变大时，θ角变大，选项A 正确，选项D 错误；当金属棒质量m 变大时，θ角变小，选项C 错误；θ角的大小与悬线长无关，选项B 错误．

答案 A

图8－1－6

【变式跟踪3】(单选)如图8－1－6所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成θ角倾斜放置，导轨上放一个质量为m 的金属导体棒．当S 闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，下面四个图中分别加了不同方向的磁场，其中一定不能平衡的是( )．

解析 四种情况的受力分别如图所示，A 、C 有可能平衡，D 中如果重力与安培力刚好大小

相等，则导体棒与导轨间没有压力，也可以平衡，B 中合外力不可能为零，一定不能平衡．

答案B,借题发挥

1．通电导体在磁场中受到的安培力

(1)方向：根据左手定则判断

(2)大小：由公式F＝BIL计算，且其中的L为导线在磁场中的有效长度．如弯曲通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端，如图8－1－7所示．

图8－1－7

2．求解安培力作用下导体棒平衡问题的基本思路

3．求解关键

(1)电磁问题力学化．

(2)立体图形平面化.

对应学生

用书P148

解题技法5判断安培力作用下导体运动的方法

典例

(多选)(2012·海南卷，10)

图8－1－8

如图8－1－8所示的装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆．当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动．下列说法正确的是()．

A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动

B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动

C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动

D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动

解析若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L向左滑动，A项错误，同理判定B、D选项正确，C项错误．

答案BD

【预测1】(单选)直导线ab与线圈所在的平面垂直且隔有一小段距离，

图8－1－9

其中直导线固定，线圈可自由运动，当通过如图8－1－9所示的电流方向时(同时通电)，从左向右看，线圈将()．

A．不动B．顺时针转动，同时向右平移

C．顺时针转动，同时向左平移D．逆时针转动，同时向右平衡

解析用安培定则判断线圈所处的B的方向，由左手定则及特殊位置法判定运动情况．

答案 B

【预测2】(多选)如图8－1－10所示为电磁轨道炮的工作原理图．

图8－1－10

待发射弹体与轨道保持良好接触，并可在两平行轨道之间无摩擦滑动．电流从一条轨道流入，通过弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道平面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与电流I成正比．通电的弹体在安培力的作用下离开轨道，则

下列说法正确的是( )．

A ．弹体向左高速射出

B ．I 为原来的2倍，弹体射出的速度也为原来的2倍

C ．弹体的质量为原来的2倍，射出的速度也为原来的2倍

D ．轨道长度L 为原来的4倍，弹体射出的速度为原来的2倍

解析 根据右手定则可知，弹体处的磁场方向垂直于轨道平面向里，再利用左手定则可知，弹体受到的安培力水平向右，所以弹体向右高速射出，选项A 错误；设B ＝kI(其中k 为比例系数)，轨道间距为l ，弹体的质量为m ，射出时的速度为v ，则安培力F ＝BIl ＝kI2l ，根据动

能定理有FL ＝12mv2，联立可得v ＝I 2klL m ，选项C 错误，B 、D 正确．

答案 BD

对应学生用书P148

一、对磁感应强度的理解及计算

1．(单选)一段长0.2 m ，通过2.5 A 电流的直导线，在磁感应强度为B 的匀强磁场中所受安培力F 的情况，正确的是( )．

A ．如果

B ＝2 T ，F 一定是1 N

B ．如果F ＝0，B 也一定为零

C ．如果B ＝4 T ，F 有可能是1 N

D ．如果F 有最大值，通电导线一定与B 平行

解析 如果B ＝2 T ，当导线与磁场方向垂直放置时，安培力最大，大小为F ＝BIL ＝2×2.5×0.2 N ＝1 N ；当导线与磁场方向平行放置时，安培力F ＝0；当导线与磁场方向成任意夹角放置

时，0

I ＝2.5 A 、B ＝4 T 、F ＝1 N 代入F ＝BILsin θ，解得θ＝30°，故选项C 正确．

答案 C

2．(单选)(2013·石家庄一模)

图8－1－11

在实验精度要求不高的情况下，可利用罗盘来测量电流产生磁场的磁感应强度，具体做法是：在一根南北方向放置的直导线的正下方10 cm 处放一个罗盘．导线没有通电时罗盘的指针(小磁针的N 极)指向北方；当给导线通入电流时，发现罗盘的指针偏转一定角度，根据偏转角度即可测定电流磁场的磁感应强度．现已测出此地的地磁场水平分量B ＝5.0×10－5 T ，通电后罗盘指针停在北偏东60 °的位置，如图8－1－11所示．由此测出该通电直导线在其正下方10 cm 处产生磁场的磁感应强度大小为( )．

A ．5.0×10－5 T

B ．1.0×10－4 T

C ．8.66×10－5 T

D ．7.07×10－5 T

解析 由题意作图可得tan 60°＝BI B 得BI ＝8.66×10－5 T.

答案 C

二、安培力作用下导体的平衡及运动分析

3．(单选)在赤道上，地磁场可以看做是沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场，磁感应强度是5×10－5 T ．如果赤道上有一条沿东西方向的直导线，长40 m ，载有20 A 的电流，地磁场对这根导线的作用力大小是( )．

A ．4×10－8 N

B ．2.5×10－5 N

C ．9×10－4 N

D ．4×10－2 N

解析 磁场方向是南北方向，电流方向是东西方向，它们相互垂直，可以利用公式F ＝BIL 来计算此安培力的大小．F ＝BIL ＝20×40×5×10－5 N ＝4×10－2 N ，故D 正确．

答案 D

4．(单选)通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，

图8－1－12

L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O 转动(O 为L2的中心)，各自的电流方向如图8－1－12所示．下列哪种情况将会发生( )．

A ．因L2不受磁场力的作用，故L2不动

B ．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动

C ．L2绕轴O 按顺时针方向转动

D ．L2绕轴O 按逆时针方向转动

解析 由右手螺旋定则可知导线L1上方的磁场的方向为垂直纸面向外，且离导线L1越远的地方，磁场越弱，导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右，由于O 点的下方磁场较强，则安培力较大，因此L2绕固定转轴O 按逆时针方向转动．

答案 D

5．如图8－1－13甲所示，

图8－1－13

在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l ，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源．将一根质量为m 的直导体棒ab 放在两轨道上，且与两轨道垂直．已知轨道和导体棒的电阻及电源的内电阻均不能忽略，通过导体棒的恒定电流大小为I ，方向由a 到b ，图乙为图甲沿a→b 方向观察的平面图．若重力加速度为g ，在

轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止．

(1)请在图乙所示的平面图中画出导体棒受力的示意图；

(2)求出磁场对导体棒的安培力的大小；

(3)如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B 的最小值的大小和方向．

解析 (1)如图所示

(2)根据共点力平衡条件可知，磁场对导体棒的安培力的大小F ＝mgtan α.

(3)要使磁感应强度最小，则要求安培力最小．根据受力情况可知，最小安培力 Fmin ＝mgsin α，方向平行于轨道斜向上

所以最小磁感应强度Bmin ＝Fmin Il ＝mgsin αIl

根据左手定则可判断出，此时的磁感应强度的方向为垂直轨道平面斜向上．

答案 (1)如解析图 (2)mgtan α (3)mgsin αIl

垂直轨道斜向上

第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用

限时规范训练 [基础巩固题组] 1．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时的位置是( ) 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 解析：选C ．负电荷匀速转动，会产生与旋转方向反向的环形电流，由安培定则知，在磁针处磁场的方向沿轴OO ′向左．由于磁针N 极指向为磁场方向，可知选项C 正确． 2．磁场中某区域的磁感线如图所示，则( ) A ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等， B a ＞B b B ．a 、b 两处的磁感应强度的大小不等，B a ＜B b C ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力大 D ．同一通电导线放在a 处受力一定比放在b 处受力小 解析：选A ．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，由a 、b 两处磁感线的疏密程度可判断出B a >B b ，所以A 正确，B 错误；安培力的大小跟该处的磁感应强度的大小B 、电流大小I 、导线长度L 和导线放置的方向与磁感应强度的方向的夹角有关，故C 、D 错误． 3.将长为L 的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为B 的匀强磁场中，两端点A 、C 连线竖直，如图所示．若给导线通以由A 到C 、大小为I 的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是( ) A ．IL B ，水平向左 B ．ILB ，水平向右 C ．3ILB π，水平向右 D ．3ILB π ，水平向左 解析：选D ．弧长为L ，圆心角为60°，则弦长AC ＝3L π，导线受到的安培力F ＝BIl ＝3ILB π ，

利用MATLAB分析圆环电流的磁场分布解读

第 29卷第 1期 V ol 129 N o 11 长春师范学院学报 (自然科学版 Journal of Changchun N ormal University (Natural Science 2010年 2月 Feb. 2010 利用 MAT LAB 分析圆环电流的磁场分布 王玉梅 , 孙庆龙 (陕西理工学院物理系 , 陕西汉中 723003 [摘要 ]根据毕奥—萨伐尔定律推导出圆环电流磁场分布的积分表示 , 利用M AT LAB 的符号积分给 出计算结果 , 并绘制磁场分布的三维曲线。在数值结果中选取一些代表点讨论磁场的分布规律。 [关键词 ]圆环电流 ; 磁场 ; M AT LAB ; 符号积分 ; 三维绘图 [中图分类号 ]O4-39 [文献标识码 ]A []--04 [收稿日期 ]2009-08-18 [作者简介 ]王玉梅 (1975- , 女 , 山西芮城人 , 陕西理工学院物理系讲师 , 从事大学物理教学与研究。 毕奥— , 强度。 , 可以计算任意形状的电流所产生的磁场。 , 利用 MAT LAB 软件进行计算 , 并绘制磁场分布的三维曲线 , 最后对结果进行讨论 1圆环电流在空间任一点的磁场分布

图 1圆环电流磁场分析用图 如图 1所示 , 根据毕奥—萨伐尔定律 , 任一电流元 Id l _ 在 P 点产生 的磁感应强度 d B _ =μ4π_ ×e _ r 2 , [1]其中 r _和r _′ 分别为 P 点相对于坐标 原点和电流元 Id l _的位矢, r _″ 为电流元 Id l _ 相对于坐标原点的位矢。 r _′ =r _+r _ ″ , r _′ =x i _ +y j _ +z k _ , r _ ″ =R(cos θi _ +sin θj _ (其中 R 为圆环电流半径 ,

杜海龙 21102019 计算电流线圈产生的磁场

求截面为矩形的圆线圈周围产生的磁场 一、数值方法 （一）数学模型：所研究的电流圆线圈产生磁场的问题在柱坐标系下研究， 根据磁场强度跟矢势之间的关系，得到磁场； 磁场为B ，矢势为A B A =?? r r z z A A e A e A e θθ=++ A e θθ= (,)A r z e θθ= （由A 具有轴对称得到） 所以B A =?? A e θθ=?? 在柱坐标系中，由公式1()()11()()r r z z z r r z r z f f e f e f e f f f r z f f f z r f f rf r r r θθθ θθθθ ?=++??????=-?????????=-?????? ???=-???? -得 B A =?? 1()r z f e rf e z r r θθ?? =-+?? 即r A B z θ ?=-?，1()z B rA r r θ? =? （1）先求矢势A 4L Idl A r μπ=? 一个电流为I ，半径为a 的线圆环周围空间产生的磁场，其矢势表示为 202220cos (,)42cos Ia A r z d r z a ar πθμ? ?π?=++-? 推广到截面为矩形的圆环线圈中 22 11202220 cos (,)4()2cos R z R z I r A r z d dz dr s r z z r r r πθμ? ?π?'''='''+-+-??? 其中S 为矩形截面的面积，12,R R 为矩形截面的两边距圆环中心的距离，12,z z 为矩形截面的上下面的z 轴坐标。 （二）数值模型离散化（均匀网格有限差分） （1）高斯方法计算三重积分（参考书:徐士良常用算法程序集第二版）

探究磁场对电流的作用 说课稿

《磁场》 说 课 设 计 姓名： 班级： 学号： 教材：鲁科版选修3-1

《探究磁场对电流的作用》说课稿 各位老师，你们好！ 今天我要进行说课的内容是鲁科版教材选修3-1第六章第1节内容《探究磁场对电流的作用》 首先，我对本次课程内容进行分析。 一、教材分析 1、教材的特点、地位与作用 这是普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1(司南版)，第六章第一节《探究磁场对电流的作用》。 本节内容不仅是与上章知识(磁场性质)的联系点，而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础，在教材中承上启下作用。反应与电学知识、力学知识之间密切联系，是高中物理电磁学的重点部分。安培力与哪些因素有关的科学探究是采用控制变量法探究物理基本规律的一节课，涵盖了科学探究的基本因素，让学生在认知过程中体验领悟科学探究的意义，掌握研究问题的科学方法。 由于电流周围存在磁场，而磁场间存在相互作用，于是磁场对通电的导体存在的作用力便成了本节研究的话题。本节借助定量的研究，主要得到安培力与电流的大小成正比、与垂直磁场方向的导体长度成正比的结论，并为下一节的磁感应强度的定义做了先期准备，实验是这节课的教学重点。 2、教学目标 根据本教材的结构和内容分析，结合高二年级学生他们的认知结构及其心理特征，我制定了以下的教学目标。 ①知识与技能： 通过实验认识安培力，知道影响安培力大小和方向的因素；熟练应用左手定则判断安培力的方向，知道电动机和磁电式电流表的工作原理。 ②过程与方法： 通过实验，培养学生利用“控制变量法”总结归纳物理规律的能力；通过学习左手定则，培养学生的空间想象能力；通过自主探究，培养学生实验、探究的能力及相互协作、实事求是的精神。 ③情感、态度与价值观： 通过学习安培力，使学生领悟自然界的奇妙与和谐，激发学生对科学的好奇心与求知欲，培养学生的科学猜想能力；通过实验探究安培力的定量关系，将学生获得的对安培力定性的感性认识转移到定量的研究上，引导学生将探究的层次推向精神研究的层面。 3、教学的重、难点 结合课程标准的要求，在用教材教的基础上，我确定了以下的教学重点和难点 1. 教学重点：实验探究安培力的大小和方向 2. 教学难点：探究影响安培力大小的因素，找出其定量关系；对左手定则涉及到的空间关系的理解。 重难点的解决：以学生实验为突破口，引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素；反复地借助实验来理解左手定则，建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景。 为了讲清教材的重、难点，使学生能够达到本节内容设定的教学目标，我再从学生和教法两方面进行说明。

步步高2015一轮讲义：8.1磁场的描述 磁场对电流的作用

第1课时 磁场的描述 磁场对电流的作用 考纲解读1.知道磁感应强度的概念及定义式，并能理解与应用.2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.3.会用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题． 1．[对磁感应强度的理解]下列关于磁感应强度的说法正确的是( ) A ．一小段通电导体放在磁场A 处，受到的磁场力比 B 处的大，说明A 处的磁感应强度比B 处的磁感应强度大

B ．由B ＝F IL 可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F 成正 比，与导线的I 、L 成反比 C ．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零 D ．小磁针N 极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 答案 D 解析 磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，是磁场本身性质的反映，其大小由磁场以及在磁场中的位置决定，与F 、I 、L 都没有关系，B ＝F IL 只是磁感应强度的定义 式，同一通电导体受到的磁场力的大小由所在处的磁感应强度和放置的方式共同决定，所以A 、B 、C 都是错误的．磁感应强度的方向就是该处小磁针N 极所受磁场力的方向，不是通电导线的受力方向，所以D 正确． 2．[对磁感线的理解]关于磁场和磁感线的描述，下列说法中正确的是( ) A ．磁极与磁极之间、磁极与电流之间都可以通过磁场发生相互作用 B ．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切线方向都和小磁针在该点静止时北极所指的方向一致 C ．磁感线总是从磁铁的N 极出发，到S 极终止 D ．磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的 答案 AB 解析 磁场是一种特殊物质，磁极、电流间发生作用都是通过磁场发生的，故A 对；磁感线是为形象描述磁场而假想的线，不是真实存在的，故D 错；磁感线的切线方向表示磁场的方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，故B 对；磁感线是闭合曲线，在磁体外部由N 极指向S 极，在磁体内部由S 极指向N 极，故C 错． 3．[磁场对电流作用力的计算]如图1所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab 、 cd 边均与ad 边成60°角，ab ＝bc ＝cd ＝L ，长度为L 的该电阻丝电阻为r ，框架与一电动势为E 、内阻为r 的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B 的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为( ) 图1 A ．0 B.5BEL 11r C.10BEL 11r D.BEL r 答案 C

磁场对电流的作用

《磁场对电流的作用》教案 教学目标 知识与能力 1．知道磁场对通电导体有作用力。 2．知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关，改变电流方向或改变磁感线方向，导体的受力方 向随着改变。 3．知道通电线圈在磁场中转动的道理。 4．知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动，是消耗了电能，得到了机械能。 5．培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。 过程与方法 培养学生理论联系实际的意识 感态度与价值观 通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。

教学重点、难点 重点 1磁场对通电的导体有力的作用 2通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关 难点 左手定则的运用 （二）教具 小型直流电动机一台，学生用电源一台，大蹄形磁铁一块，干电池一节，用铝箔自制的圆筒一根（粗细、长短与铅笔差不 多），两根铝箔条（用透明胶与铝箔筒的两端相连接），支架 （吊铝箔筒用）,如课本图12—10的挂图，线圈（参见图12 —2），抄有题目的小黑板一块（也可用幻灯片代替）。 (三）教学过程 1复习相关知识并提问： 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生（）作用， 磁体间的相互作用就是通过（）发生的。 2.将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时， 发现小磁针（），说明电流周围存在（）。

2．引入新课 本章主要研究电能：第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法，第三节我们研究了电能的输送，电能输送到用电单位，要使用电能，这就涉及到用电器，以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器，今天我们要研究另一种用电器一电动机。 出示电动机，给它通电，学生看到电动机转动，提高了学习兴趣。 提问：电动机是根据什么原理工作的呢？ 讲述：要回答这个问题，还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现—电流周围存在磁场，电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力（如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动）。根据物体间力的作用是相互的，电流对磁体施加力时，磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。 3．进行新课 (1)通电导体在磁场里受到力的作用 板书课题：〈第四节磁场对电流的作用〉

磁场磁场对电流的作用

第十章磁场 考纲预览 71.电流的磁场 (I) 72.磁感应强度、磁感线、地磁场 (Ⅱ) 73.磁性材料、分子电流假说 (Ⅱ) 74.磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则 (Ⅱ) 75.磁电式电表原理 (I) 76.磁场对运动电荷的作用，洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动 (Ⅱ) 77.质谱仪，回旋加速器 (I) 说明： 1.安培力计算限于直导线跟B平行或垂直的两种情况 2.洛伦兹力的计算限于v跟B平行或垂直的两种情况 热点提示 1.电流的磁场 2.磁感应强度、磁感线 3.安培力、左手定则 4.洛伦兹力，粒子在磁场中的运动 5.对安培定则和左手定则的考查，以定性分析为主，如对电流产生磁场的判断、安培力作 用下的运动、运动电荷在磁场中的受力等 6.带电粒子在有界磁场中的运动，是高考的热点和重点之一，此类问题很好地体现了“数 理结合”思想，综合性强，能力要求高 7.带电粒子在复合场中的运动，是力学和电学的综合点，涉及的知识较多，解决时要注意 力学知识及三大方法的渗透 8.理论联系实际，对一些应用类模型，如速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电 机等，应灵活应用所学知识、分析工作原理、推导相关物理量 磁场磁场对电流的作用 一、磁场 1.磁场：磁极、电流和运动电荷周围存在的一种_______，其最基本的性质是对放入其中 的_______、_______有力的作用． 2.磁场的方向：在磁场中的任一点，小磁针_____极受磁场力的方向，就是那一点的磁场 方向(或小磁场静止时_____极所指方向)． 3.磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线，曲线的_______表示该位置的磁场方向，曲 线的_______能定性地描述磁场的强弱，这一系列曲线称为磁感线．磁感线不_______、不 _______；磁感线是_______曲线(磁体外部由N→S，内部由S→N)． 条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管形成的磁场的磁感线分布各有何 特点?你能画一画吗？ 4.地球本身也会在附近的空间产生磁场，叫做地磁场．地球的磁场与条形磁体的磁场相似， 其主要特点有三个： (1)地磁场的N极在地球_______附近。S极在地球_______附近． (2)地磁场B的水平位置Bx总是从地球_______指向地球_______；而竖直分量By在南半 球垂直地面_______，在北半球垂直地面_______。 (3)在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平_______. 4.电流的磁场安培定则

沪科版九年级全一册物理17.2电流的磁场 同步习题(含解析)

17.2电流的磁场同步习题 一．选择题 1．下列物理学家中，在世界上第一个发现电流的周围存在着磁场的是（）A．法拉第B．奥斯特C．焦耳D．欧姆 2．如图所示，闭合开关后，位于通电螺线管左右两侧的小磁针静止时其指向正确的是（）A． B． C． D． 3．图中所示的电源正负极、电流方向和通电螺线管N极三者关系正确的是（）A．B．

C．D． 4．在这次疫情期间，小明经常在家中做饭，一天他在冰箱中找东西拿来做饭，但他还没有把冰箱门完全关闭时，冰箱门却被吸过去紧紧关闭了，他想到了磁极间的相互作用，于是他做了如图所示的通电螺线管外部的磁场分布的实验中，开关闭合后，下列说法正确的是（） A．小磁针甲静止时N极指向右端，小磁针乙静止时N极指向左端 B．小磁针甲静止时N极指向左端，小磁针乙静止时N极指向右端 C．小磁针甲和小磁针乙静止时N 极均指向右端 D．小磁针甲和小磁针乙静止时N 极均指向左端 5．某同学研究电流产生的磁场，闭合开关前，小磁针的指向如图甲所示；闭合开关，小磁针的偏转情况如图乙中箭头所示；只改变电流方向，再次进行实验，小磁针的偏转情况如图丙中箭头所示。下列结论中合理的是（） A．由甲、乙两图可得电流可以产生磁场

B．由甲、乙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关 C．由甲、乙两图可得电流产生的磁场强弱与电流大小有关 D．由甲、丙两图可得电流产生的磁场方向与电流方向有关 6．如图所示的电磁铁，S2闭合时，保持滑片P位置不变，要想电磁铁磁性最强，正确的方法是 （） A．闭合S1，M接1B．闭合S1，M接2 C．断开S1，M接1D．断开S1，M接2 7．连接如图所示电路，提供足够数量的大头针，只通过控制开关和调节滑动变阻器滑片的位置，无法探究（） A．电流的有无对电磁铁磁场有无的影响 B．电流方向对电磁铁磁场方向的影响 C．电流大小对电磁铁磁场强弱的影响 D．线圈匝数对电磁铁磁场强弱的影响 8．如图所示是研究电磁铁磁性强弱的实验。闭合开关后，下列说法错误的是（）

电流的磁场

第十一章 电流的磁场 §11-1基本磁现象 §11-2磁场 磁感应强度 一、 磁场 电流 磁铁磁场电流磁铁??? ? 电流磁场电流?? 实验和近代物理证明所有这些磁现象都起源于运动电荷在其周围产生的磁场，磁场给场中运动电荷以作用力（变化电荷还在其周围激发磁场）。 1)作为磁场的普遍定义不宜笼统定义为传递运动电荷之间相互作用的物理场。电磁场是物质运动的一种存在形式。 2)磁场相互作用不一定都满足牛顿第三定律。 二、 磁感应强度 实验发现： ①磁场中运动电荷受力与v ?有关但v F ??⊥； ②当0?=F 时，v ?的方向即B ?的方向（或反方向）； ③当B v ??⊥时，max ??F F =； ④ qv F max 与qv 无关，B v q F ????=。 描述磁场中一点性质（强弱和方向）的物理量，为一矢量。由 B v q F ????= （B ?的单位：特斯拉） 为由场点唯一确定的矢量（与运动电荷无关）。B ?大小： qv F B max = （B v ??⊥时）方向由上式所决定。 三、 磁通量 1. 磁力线 磁场是无源涡旋场 2. 磁通量（B ?通量） s d B ds B ds B d n m ??cos ?===Φα

???==Φ=Φs s n m m ds B ds B d αcos ? ??=Φs m s d B ?? (单位：韦伯（wb ）) 3. 磁场的高斯定理 由磁力线的性质 ??∑=?q s d D ?? 0??=??s s d B (??∑=?s i q s d E 0 1??ε) §11-3 比奥—萨伐尔定律 一、 电流元l Id ?在空间（真空）某点产生的B d ? 2 )?,?s i n (r r l Id Idl dB ∝ 322??????r r l Id k r l d I k r r r l Id k B d ?=?=?= 与电荷场相似，磁场也满足迭加原理 ???==L L r r l Id k B d B 3???? 在国际单位制中（SI 制）70 104-== π μk ，真空磁导率70104-?=πμTmA -1（特米安-1） ? 3 ? ?4?0 r r l Id B d ?=πμ 当有介质时，r μμμ0=， ? 3 ??4?r r l Id B d ?=πμ 二、 运动电荷的磁场（每个运动带电粒子产生的磁场） 设：单位体积内有n 各带电粒子，每个带电粒子带有电量为q ，每个带电粒子均以 v 运动，则单位时间内通过截面s 的电量为qnvs ，即 q n v s I = 代入上式（l Id ?与v ?同向），

环形电流在空间一点产生的磁场强度

环形电流在空间一点产生的磁场强度 专业：工程力学 姓名：陈恩涛 学号：1153427 摘要：利用毕奥——萨法尔定律通过计算磁场的情况，得到环电流在整个空间的磁场分布表达式，其中运用了数学软件matlab 辅助求解！ 关键词：环形电流 磁场 矢量叠加 毕奥——萨法尔定律 引言：了解书本上环形电流中心轴线上的磁场分布情况后，为了更深入了解环形电流在空间的磁场分布情况，现运用毕奥——萨法尔定律对其求解，再根据矢量叠加原理，将其最终结果在直角坐标系中的三个坐标轴上的分量分离了出来，且验证了空间分布公式在特殊情况下也适用！ 计算过程; 1. 建立坐标系：设环半径为R ，以环 心0为原点，环形电流所在平面为 x0y 平面，以环中心轴为z 轴建立如图坐标系，则圆环的表达式为： 222x y R += 在空间内任意选取一点p(x,y,z)，在环 上任取一点11A(x ,y ,0)，则在A 点处的电流元Idl 满足关系式： Idl IR(isin jcos )d βββ=-+ （1） 而P,A 两点的矢径为： x z y p(x,y,z) R β 11A(x ,y ,0)

r (x R c o s )i (y R s i n ββ=-+-+ （2） 将（1）（2）式代入毕奥——萨法尔定律： 03Idl r dB 4r μπ?= （3） 得P 点的磁感应强度为: 00332222IR Idl r zi cos z jsin (R x cos ysin )k B d 4r 4(R y z 2yR sin )μμβββββππβ?++--==++-?? （4） 则令： 20x 302222IR zi cos B d 4(R y z 2yR sin )πμββπβ=++-? 20y 302222IR z jsin B d 4(R y z 2yR sin )πμββπβ=++-? （5） 20z 302222IR (R x cos ysin )k B d 4(R y z 2yR sin )πμβββπβ--= ++-? 这就是环形电流在空间产生的磁场在空间的分布分量情况! 特别地 当p(x,y,z)在环的中心轴线上即z 轴上时，其坐标为p(0,0,z)，代入 （5）组式，得到： 20x 30222IR zi cos B d 4(R z )πμββπ=+? 20y 30222IR z jsin B d 4(R z )πμββπ=+? 20z 30222IR Rk B d 4(R z )πμβπ= +? 利用matlab 分别输入以下程序并得相应结果： （其中0U 表示0μ，A 表示β）

专题(24)磁场及其对电流的作用(解析版)

2021年（新高考）物理一轮复习考点强化全突破 专题（24）磁场及其对电流的作用（解析版） 一、磁场和磁感应强度 1．磁场 (1)磁场：存在于磁体周围或电流周围的一种客观存在的特殊物质．磁体和磁体之间、磁体和通电导体之间、通电导体和通电导体间的相互作用都是通过磁场发生的． (2)基本性质：对放入其中的磁体或通电导体有力的作用． (3)方向：①小磁针N极所受磁场力的方向． ①小磁针静止时N极的指向． (4)地磁场：地球磁体的N极(北极)位于地理南极附近，地球磁体的S极(南极)位于地理北极附近． 2．磁感应强度 (1)定义式：B＝F IL(通电导线垂直于磁场)． (2)方向：小磁针静止时N极的指向． 【自测1】(多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F.以下关于磁感应强度B的说法正确的是() A．磁感应强度B一定等于F IL B．磁感应强度B可能大于或等于F IL C．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大D．在磁场中通电直导线也可能不受安培力 【答案】BD 二、几种常见的磁场 1．常见磁体的磁场(如图1)

图1 2．电流的磁场 右手握住导线，让伸直的拇指所指的 方向与电流方向一致，弯曲的四指所 指的方向就是磁感线环绕的方向 自测2图2中四图为电流产生磁场的分布图，正确的分布图是() A．①① B．①① C．①① D．①① 【答案】C 三、通电导线在磁场中受到的力 1．安培力的大小 (1)磁场和电流垂直时，F＝BIL. (2)磁场和电流平行时：F＝0.

2．安培力的方向 (1)用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． (2)安培力的方向特点：F①B，F①I，即F垂直于B和I决定的平面． 自测3在如图所示的四幅图中，正确标明通电导线所受安培力F方向的是() 【答案】B 命题热点一安培定则磁感应强度的叠加 1．安培定则的应用 在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”. 2.磁场叠加问题的一般解题思路 图3 (1)确定磁场场源，如通电导线． (2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图3所示为M、N在c点产生的磁场．

第十一章稳恒电流的磁场[一]作业答案解析

一、利用毕奥—萨法尔定律计算磁感应强度 毕奥—萨法尔定律：3 04r r l Id B d ?=πμ 1.有限长载流直导线的磁场)cos (cos 4210ααπμ-=a I B ,无限长载流直导线a I B πμ20= 半无限长载流直导线a I B πμ40=,直导线延长线上0=B 2. 圆环电流的磁场232220)(2x R IR B +=μ，圆环中心R I B 20μ=，圆弧中心πθ μ220? =R I B 电荷转动形成的电流：π ω ωπ22q q T q I === 【 】基础训练1、载流的圆形线圈(半径a 1 )与正方形线圈(边长a 通有相同电流I ．如图若两个线圈的中心O 1 、O 2处的磁感强度大小相同，则半径a 1与边长a 2之比a 1∶a 2为 (A) 1∶1 (B) π2∶1 (C) π2∶4 (D) π2∶8 【 】基础训练3、有一无限长通电流的扁平铜片，宽度为a ，厚度不计，电流I 在铜片上 均匀分布，在铜片外与铜片共面，离铜片右边缘为b 处的P 点的磁感强度B 的大小为 (A) ) (20b a I +πμ． (B) b b a a I +πln 20μ．(C) b b a b I +πln 20μ． (D) )2(0b a I +πμ． 解法： 【 】自测提高2、通有电流I 的无限长直导线有如图三种形状，则P ，Q ，O 各点磁感强 度的大小B P ，B Q ，B O 间的关系为 (A) B P > B Q > B O . (B) B Q > B P > B O ． B Q > B O > B P ． (D) B O > B Q > B P ． 解法：

新课标鲁科版3-1选修三6.1《探究磁场对电流的作用》WORD教案1

第一节探究磁场对电流的作用（2课时） 【教学目的】 通过实验，认识到通电导线在磁场中受到力的作用，这种力就叫安培力；知道影响安培 力大小和方向的因素；知道左手定则和安培力大小的计算公式；用左手定则判断安培力的方 向，能计算在匀强磁场中，当通电导线所受安培力的大小。通过安培力了解磁感应强度的比 值定义法。 【教学重点】 使学生掌握电流在匀强磁场中所受安培力大小的决定因素、计算公式以及安培力方向的判定；使学生熟练的利用三视图来分析磁场、电流以及安培力之间的关系。并能扩展到线 框受力。 【教学难点】 在掌握磁感应强度定义的基础上，掌握磁场对电流作用的计算方法，并能熟练地运用 左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向 【教学媒体】 实验：马蹄形磁铁、干电池、导线、通电直导线研究仪等。课件：磁电式多用电表的 内部结构FLASH电动机的原理FLASH 【教学安排】 第1课时 【新课导入】 （1）将粉笔放置在蹄形磁铁两极之间，粉笔受力吗？如果把粉笔换成是小磁针呢？ 生：粉笔不受力.小磁针受力（磁体T磁场T磁体） （2 ）我们上一章学过的奥斯特的实验我们看到了什么现象呢？为什么？生：看到了小磁针发生了偏转。因为通电导线产生的磁场对它施的力. （电流T磁场T磁体） 师：我们同样也知道运动的电荷也会产生磁场同样也会让小磁针发生偏转。 （运动电荷T磁场T磁体） （3 ）既然通电导线周围存在的磁场对小磁针有力的作用，那么小磁针也会产生磁场，小磁针的磁场对通电导线是否也有力的作用呢？（磁体_________ 【新课内容】 1、安培力的定义及力的作用点： 讲述：“上面的这个问题来自一位我们不得不提到的伟大的物理学家一一安培。他出身于一个富裕的家庭，不过在他身上历了各种不幸：父亲在法国大革命中被杀害，妻子过早的就离开了他，他一度沉浸在悲痛中，后来是卢梭关于植物学的著作燃起了他对科学的热情，他开始潜心研究学问。 他主要的贡献集中在电磁学方面：发现了电流产生磁场的规律---安培定律；提出 了著名的分子环流假说，阐述了磁现象的电本质；第一个把研究动电的理论称为“电动力学” ” 为了纪念安培，我们以其名字来命名电流的单位。符号为A。这是 物理7个基本单位之一。一p 讲述：在上个世纪，许多物理学家就提出通电导体在磁场里是否受力的问题，并着手研究?其中安培也在进行这方面的研究，并且他提出

14稳恒电流的磁场习题详解解读

习题三 一、选择题 1．如图3-1所示，两根长直载流导线垂直纸面放置，电流I 1 =1A ，方向垂直纸面向外；电流I 2 =2A ，方向垂直纸面向内，则P 点的磁感应强度B 的方向与x 轴的夹角为[ ] （A ）30?； （B ）60?； （C ）120?； （D ）210?。 答案：A 解：如图，电流I 1，I 2在P 点产生的磁场大小分别为 1212,222I I B B d d ππ==，又由题意知12B B =； 再由图中几何关系容易得出，B 与x 轴的夹角为30o。 2．如图3-2所示，一半径为R 的载流圆柱体，电流I 均匀流过截面。设柱体内（r < R ）的磁感应强度为B 1，柱体外（r > R ）的磁感应强度为B 2，则 [ ] （A ）B 1、B 2都与r 成正比； （B ）B 1、B 2都与r 成反比； （C ）B 1与r 成反比，B 2与r 成正比； （D ）B 1与r 成正比，B 2与r 成反比。 答案：D 解：无限长均匀载流圆柱体，其内部磁场与截面半径成正比，而外部场等效于电流集中于其轴线上的直线电流磁场，所以外部磁场与半径成反比。 3．关于稳恒电流磁场的磁场强度H ，下列几种说法中正确的是 [ ] （A ）H 仅与传导电流有关。 （B ）若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的H 必为零。 （C ）若闭合曲线上各点H 均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零。 （D ）以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的H 通量均相等。 答案：C 解：若闭合曲线上各点H 均为零，则沿着闭合曲线H 环流也为零，根据安培环路定理，则该曲线所包围传导电流的代数和为零。 4．一无限长直圆筒，半径为R ，表面带有一层均匀电荷，面密度为σ，在外力矩的作用下，这圆筒从t=0时刻开始以匀角加速度α绕轴转动，在t 时刻圆筒内离轴为r 处的磁感应强度 B 的大小为 [ ] 图3-1 2 I 1 I

8、第八章 第1讲 磁场的描述 磁场对电流的作用

[课下限时集训] (时间：40分钟满分：100分) 一、选择题(本题共11小题，每小题6分，共66分) 1.(2012·海南高考)图1中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动。下列说法正确的是() 图1 A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动 B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动 C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动 D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动 解析：选BD若a接正极，b接负极，电磁铁磁极间磁场方向向上，e接正极，f接负极，由左手定则判定金属杆受安培力向左，则L向左滑动，A项错误，同理判定B、D选项正确，C项错误。 2.(2012·天津高考)如图2所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ，如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()

图2 A．棒中的电流变大，θ角变大 B．两悬线等长变短，θ角变小 C．金属棒质量变大，θ角变大 D．磁感应强度变大，θ角变小 解析：选A棒中电流变大，金属棒所受安培力变大，θ角变大，选项A正确；两悬线等长变短，θ角不变，选项B错误；金属棒质量变大，θ角变小，选项C错误；磁感应强度变大，金属棒所受安培力变大，θ角变大，选项D错误。 3.如图3所示，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直。当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断出() 图3 A．弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小

磁场对电流的作用教学设计

磁场对电流的作用教学设计 教学目标： 知识与技能知道磁场对通电导线有力的作用. 知道磁场对通电导线的作用力方向跟磁场方向和电流方向有关. 过程与方法培养学生理论联系实际的意识. 情感、态度与价值观通过了解物理知识如何转化成实际技术应用，进一步提高学习科学技术知识的兴趣。 教学重点： 通电导线在磁场中要受到力的作用。 教学过程 复习相关知识并提问： 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生( ) 作用，磁体间的相互作用就是通过() 发生的。 2. 将一根导线平行地放在静止的小磁针上方，当导线通电时，发现小磁针( ) ，说明电流周围存在( ) 。 演示实验： 演示直流电动机通电转动 提出问题： 1. 电动机为什么会转动呢? 2. 奥斯特实验证明了什么? 通电导体周围存在磁场，并通过磁场使小磁针偏转，即电流对磁体有力的作用。

启发学生： 磁场对电流有没有力的作用呢? 实验： (1) 介绍实验装置，并连接好。渗透设计思想，明确实验研究对象是铜棒。 (2) 让学生明确实验目的，即磁场能否让通电后的铜棒运动。 (3) 实验条件逐步演示并观察实验现象，完成记录表格。 1 静止的铜棒通电后发生什么现象?原因是什么?运动受力 2 铜棒的运动方向、电流的方向和磁感线方向的角度关系? 互相垂直 3 不改变磁场方向而改变电流的方向，铜棒运动方向如何? 改变方向 4 不改变电流的方向，而改变磁场方向，铜棒运动方向怎样?改变方向 (4) 学生根据实验现象，分析得出结论。 通电导体在磁场中受到力的作用。力的方向，电流的方向和磁场线的方向互相垂直。通电导体在磁场里受力的方向跟电流的方向和磁感线的方向有关。 左手定则 伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁力的方向。

电流如何形成磁场

摘自《磁场、电场本质》一文 0.1 电磁转换——电流如何转换成磁场 如图3，当电子在导体中运动时，其周边的以太就和电子产生了相对运动，对电子来说，其周围就存在以太风，风向与电子的运动方向相反，这和我们开车会感觉到有风是一样的道理。根据空气动力学原理，在这个以太风的作用下，电子的旋转中心轴应该和电子前进方向平行，这样，电子运动才会稳定，这和旋转的子弹飞行更平稳的道理是一样的。也就是说，电子此时旋转产生的以太气旋的轴心与导线平行，在导线中产生了一个围绕导线旋转的磁场。 由于电子在前进的过程中不断的带动行进路径上的以太旋转，电子经过后，这些运动轨迹上的以太气旋由于惯性作用不会马上停下来，旋转的离心作用造成以太外向逃离，使气旋中心压力降低，由于宇宙磁压的存在，造成的压力差又提供了向心力，维持了气旋的继续转动，这个现象和龙卷风类似，即中心低压的气旋。 大量向同一方向运动的电子产生的以太气旋迭加起来，形成了导线周围的旋转磁场，这就是电流流过导体产生磁场的整个过程，持续不断的电流则维持了这一过程，可类比的自然现象是高速旋转飞行的子弹尾部的旋转气流。同理，一个不自转的电子的运动是不会产生旋转磁场的，也可以说，这样的电子是不呈现电性的，它产生的是以太乱流，就如飞机尾部的乱流。 小结： 1、磁场的本质是以太风。电流产生的磁场就是在电子经过的路径上，其尾部留下的中心低压的旋转以太气流，就如飞机飞过后其尾部会留下气流一样。

2、电流产生的磁场总是以以太气旋形式存在。电子只有在一个充满以太并且存在磁压的空间中运动时，才会产生磁场，这是电流产生磁场的基本环境。在一个绝对真空的环境中，不会存在磁场； 3、电子运动时，对于电子来说，相对运动产生了磁场，虽然这个磁场不对外部显现，但对电子有作用力。由于运动是个相对的概念，所以，是否存在磁场还要看我们选择了哪个参照物。

磁场对电流的作用

磁场对电流的作用 【目标展示】 一、知识与技能 1. 知道什么是安培力. 2. 知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题. 3. 会用安培力公式F=BIL解答有关问题. 4. 了解磁电式电流表的内部构造的原理. 二、过程与方法 通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算.培养空间想像能力. 三、情感态度与价值观 体验由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的科学思维方法（由特殊到一般）.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系与实际应用. 【重点难点】 安培力的方向确定和大小的计算. 【教学建议】1. 安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大，对此学生常常混淆. 2. 想象能力对本节学习至关重要、要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图、俯视图和剖面图，需要一定的巩固训练.

3. 建议用实验观察法、逻辑推理法、讲解法等教学方法. 【教学过程】 环节一【复习导入】 复习提问导入，多媒体展示问题 1．磁感应强度是由什么决定的？ 答：磁感应强度是由产生磁场的电流的大小、分布和空间位置确定的. 2．磁感应强度的定义式是什么？ 答：磁感应强度的定义式是IL F B = 3．磁感应强度的定义式在什么条件下才成立？ 答：只有在通电导线垂直磁场方向放入匀强磁场中才成立. 4．垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长L=1cm ，通电电流强度I=10A ，若它所受的磁场力F=5N ，求该磁场的磁感应强度B 是多少？ 答：因通电导线垂直磁场方向放入匀强磁场，所以根据磁感应强度的定义式 T T IL F B 5.001.0105=?== 5．若上题中通电导线平行磁场方向放入该磁场中，那么磁场的磁感应强度是多大？通电导线受到的磁场力是多少？ 答：当电流仍为I=10A ，B L //时，该处磁感应强度不变，仍为B=0.5T ，而通电导线所受磁场力F 为零. 【设计意图】通过问题、练习，巩固复习已有知识，为本节授课

16.3 磁场对电流的作用 电动机评价与测试(苏科版九年级)

- 1 - 三、磁场对电流的作用电动机 1．通电导体在磁场中受到力的作用，受力的方向跟和有关。如果这两者其中之一的方向改变，则力的方向，如果这两者的方向同时改变，则力的方向。 2．直流电动机是根据原理制成的，在输入电流时采用来改变线圈中的电流方向，从而使它能连续转动。 3．电动机工作时是把能转化为能，它与热机相比，一个最显著的优点。4．要使一台直流电动机的转速增大一些，下列方法中不可行的是( ) A．增大线圈中的电流B．换用输出电压较多的电源 C．将磁体的磁极对调D．换用磁性更强的磁体 5．关于通电导线在磁场里受力的方向与电流的方向和磁感线的方向之间的关系，下列说法中错误的是( ) A．改变电流方向，导体受力方向也会改变 B．改变磁场方向，导体受力方向也会改变 C．同时改变电流方向和磁场方向，导体受力方向也会改变 D．同时改变电流方向和磁场方向，导体受力方向不会改变 6．以下装置中利用磁场对通电导线的作用的原理制成的是 ( ) A．全自动洗衣机的进水阀门 B．电风扇中的电动机 C．电饭锅 D．电铃 7．如图所示，进行通电导线在磁场中受力运动实验，回答下列问题： （1）把导线放在磁场里，接通电源，让电流通过导线ab，会发现导线 ab； （2）把电源的正负极对调后接入电路，使通过导线的电流方向与原来相 反，这时导线ab； （3）保持电源的正负极不变，对调磁体的磁极， 使磁场的方向与原来相反，这时导线ab。由此可以得出通电导线在磁场中要受到力的作用，而且受力的方向跟的方向和的方向都有关系。 8．如图所示，悬挂在金属丝上的金属棒AB处在磁场中，(1)当C、D 两个线头没有接到电池组的正、负极上时，AB棒保持静止不动，而一 但使C、D两个线头接触到电池组的正、负时，AB棒立即摆动起来， 这一现象说明了； (2)留心的同学还会注意到，当两个线头分别接触C、D两极时，金属 棒相对蹄形磁铁向里摆动，这一现象说明了； (3)如果两个线头像图示那样接触C、D，而把蹄形磁铁上下翻转一下(S极在上)，则金属棒相对蹄形磁铁向外摆动，这一现象说明了。 9．如图所示是检验磁场对通电导体作用的实验装置。当导体ab 流通过时，它受到磁场的作用力向上。

电流形成磁场的原因及过程

电流形成磁场的原因及过程 摘要：电流形成的磁场就是在电子经过的路径上留下的中心低压的旋转“气流”，本文就电流形成的原因及过程进行了阐述。 关键词：磁场本质电磁转换磁子磁压气旋 电流形成的磁场就是在电子经过的路径上留下的中心低压的旋转“气流”，就如飞机飞过后其尾部会留下气流一样。 1 形成磁场的外部环境——磁子及磁压 我们已知电磁波可以在宇宙空间中传播，波的基本特性之一是：波的传播必须借助媒质，譬如声波就不能在真空中传播，同理，任何波都不能在真空中传播，因为真空中没有媒质。故宇宙空间应该存在一种能够传递电磁波的特殊物质微粒，为了便于下面分析，我们暂时称这种看不见的暗物质微粒为：磁子。 空气分子间存在大气压力，空气分子间的这种作用力保证了声波振动能够在空气中传播，同理，为了保证电磁波在空间的传播，磁子应该充满电磁波能够传播到的所有空间，并且磁子间也应该有这种“大气压力”的存在，我们暂时称为：宇宙磁压。这种由磁子组成的空间有着和地球表面大气层所有相似的基本特征。 2 电流如何形成磁场 我们知道，地球在自转，其地表运动速度很快，但为什么我们没感觉到有风呢？原因是空气和地球保持了同步自转，没有相对速度，自然也就没有风。同理，在自转的电子周围，磁子分布情况是一样的，其周边的磁子会和电子保持同步旋转，这样，在电子周围就形成了一个旋转的磁子流，为了便于下面分析，暂称为：磁子风。 如右图，当电子在导体中运动时，其周边的磁子就和电子产生相对运动，对电子来说，其周围就存在磁子风，风向与电子的运动方向相反，这和我们开车会感觉到有风是一样的道理。根据空气动力学原理，在这个风的作用下，电子的自转中心轴应该和电子前进方向平行，这样，电子运动才会稳定，这和旋转的子弹飞行更平稳的道理是一样的。也就是说，电子此时旋转产生的磁子气旋的轴心与导线平行，在导线中产生了一个围绕导线旋转的磁子风。 由于电子在前进的过程中不断带动行进路径上的磁子旋转，电子经过后，这些路径上的磁子气旋由于惯性作用不会马上停下来，旋转的离心作用造成磁子外向逃离，使气旋中心压力降低，由于宇宙磁压的存在，造成的压力差提供了向心