1、高二物理安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度重難知識(shí)點(diǎn)精析及綜合能力強(qiáng)化訓(xùn)練I. 重難知識(shí)點(diǎn)精析學(xué)習(xí)目標(biāo)：一、知識(shí)目標(biāo)：1.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義，知道B的單位是特斯拉；2.會(huì)用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算；3.知道用磁感線的疏密程度可以形象地表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；4.知道什么叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)，知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是分布均勻的平行直線；5.知道什么是安培力，知道電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流受的安培力最大，等于BIL；6.會(huì)用公式F=BIL解答有關(guān)問題；7.知道左手定則的內(nèi)容，并會(huì)用它解答有關(guān)問題。二、能力目標(biāo)：1.知道物理中研究問題時(shí)常用的一種科學(xué)方法控制變量法

2、；2.培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、分析總結(jié)、語(yǔ)言表達(dá)的能力。重點(diǎn)：1.磁感應(yīng)強(qiáng)度；2.安培力的計(jì)算。難點(diǎn)：1.磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立；2.左手定則。知識(shí)點(diǎn)薦入（一）安培力1.磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線能產(chǎn)生力的作用，我們把這種力叫安培力.安培力是以安培的名字命名的，因?yàn)樗芯看艌?chǎng)對(duì)電流的作用力有突出的貢獻(xiàn)。結(jié)論：當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流所受的安培力最大；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向一致時(shí)，電流所受的安培力最小，等于零；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，所受安培力介于最大值和最小值之間。IL時(shí)，F(xiàn)安=0；IL時(shí)，F(xiàn)安最大；I與L斜交時(shí)，F(xiàn)安介于最大值和最小值0之間。安培力和庫(kù)侖力有什么區(qū)別呢？電荷在電場(chǎng)中某一點(diǎn)受到的庫(kù)侖力是一定的，

3、方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)方向要么相同，要么相反。電流在磁場(chǎng)中某處受到的磁場(chǎng)力，與電流在磁場(chǎng)中放置有關(guān)。電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流受的安培力最大；當(dāng)電流方向與導(dǎo)線方向斜交時(shí)，所受安培力介于最大值和最小值之間。安培力的大小與什么因素有關(guān)？為了簡(jiǎn)便起見，我們研究導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)的情況。實(shí)驗(yàn)：如圖，三塊相同的蹄形磁鐵并列放置，可以認(rèn)為磁極間的磁場(chǎng)是均勻的，將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間，有電流通過時(shí)導(dǎo)線將擺動(dòng)一個(gè)角度，通過這個(gè)角度我們可以比較安培力的大小，分別接通“2、3”和“1、4”可以改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度，電流強(qiáng)度由外部電路控制。a.保持

4、導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度不變，改變電流的大小。結(jié)論：通電導(dǎo)線長(zhǎng)度一定時(shí)，電流越大，導(dǎo)線所受安培力就越大。 b.保持電流不變，改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度。結(jié)論：電流一定時(shí)，通電導(dǎo)線越長(zhǎng)，安培力越大。講解：精確的實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力的大小，既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，即與I和L的乘積成正比，用公式表示為F=BIL或B=F/IL。B有何物理意義呢？分析計(jì)算得：1.在同一磁場(chǎng)中，不管I、L如何改變，比值B總是不變的。2.I、L不變，但在不同的磁場(chǎng)中，比值B是不同的。講解：可見，B是由磁場(chǎng)本身決定的，在電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L相同的情況下，電流所受的安培力越大，比值B越大，表示磁

5、場(chǎng)越強(qiáng)。物理學(xué)中把“B”表示的物理量叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度。（二）磁感應(yīng)強(qiáng)度1.定義：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。說明：如果導(dǎo)線很短很短，B就是導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。2.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。3.單位：在國(guó)際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯特，簡(jiǎn)稱特，國(guó)際符號(hào)是T。 1 T=1 NA m4.方向：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，把某點(diǎn)的磁場(chǎng)方向定義為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。5.形象表示方法：在磁場(chǎng)中用磁感線可以表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向。教師講解：正像在電場(chǎng)中可以用電場(chǎng)線的疏密程度大致表示電場(chǎng)強(qiáng)度的大小一樣，在磁場(chǎng)中也可以用磁感線

6、的疏密程度大致表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，這樣，從磁感線的分布就可以形象地表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。幾種典型磁場(chǎng)的磁感線分布情況分析得：離磁體或電流越遠(yuǎn)的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小。例題：有人根據(jù)B=F/IL提出：磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟磁場(chǎng)力F成正比，跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL成反比，這種提法有什么問題？錯(cuò)在哪里？解答：這種提法不對(duì)。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)證明，F(xiàn)和IL成正比，故比值（F/IL）在磁場(chǎng)中某處是一個(gè)恒量，反映了磁場(chǎng)本身的特性，不隨F及IL的變化而變化。電場(chǎng)可以合成，那么磁場(chǎng)能否合成呢？若能合成，如何合成呢？講解：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，它可以合成，合成同樣遵守平形四邊形定則.6.磁場(chǎng)的疊加若空間存在幾

7、個(gè)磁場(chǎng)，空間的磁場(chǎng)應(yīng)由這幾個(gè)磁場(chǎng)疊加而成，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B空間存在幾個(gè)磁場(chǎng)，空間的磁場(chǎng)應(yīng)由這幾個(gè)磁場(chǎng)疊加而成，某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。B=B1+B2+B3（矢量和）例題：如圖所示，三根通電直導(dǎo)線垂直紙面放置，位于b、c、d處，通電電流大小相同，方向如圖所示.a位于bd中點(diǎn)且ad=ab,則a點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向是_A.垂直紙面指向紙里B.垂直紙面指向紙外C.沿紙面由a指向bD.沿紙面由a指向c解析：根據(jù)安培定則：b、d兩根導(dǎo)線在a點(diǎn)形成的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，合磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為零，故a點(diǎn)磁場(chǎng)就由通電導(dǎo)線c來(lái)決定，根據(jù)安培定則在a點(diǎn)處的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向應(yīng)為沿紙面由a指向b，正確選項(xiàng)

8、為C。前面我們學(xué)過勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)在大家回憶一下以下問題：1.什么是勻強(qiáng)電場(chǎng)？2.勻強(qiáng)電場(chǎng)的產(chǎn)生條件是什么？3.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線有何特點(diǎn)？結(jié)論 ：1.在電場(chǎng)的某一區(qū)域，如果場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向都相同，這個(gè)區(qū)域的電場(chǎng)叫做勻強(qiáng)電場(chǎng)。2.兩塊靠近的平行金屬板，大小相等，互相正對(duì)，分別帶有等量的正負(fù)電荷，它們之間的電場(chǎng)除邊緣附近外就是勻強(qiáng)電場(chǎng)。3.勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是距離相等的平行直線。（三）勻強(qiáng)磁場(chǎng)1.定義：如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)。2.產(chǎn)生方法：距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)，通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)（除邊緣部分外）都可認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場(chǎng)。3.磁感線的特點(diǎn)：勻

9、強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是間距相等的平行直線。（四）安培力的大小由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=F/IL，可得安培力的計(jì)算公式F=BIL。1.計(jì)算公式：F=BIL2.適用條件：通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)或非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，很短的通電導(dǎo)線。 投影儀展示練習(xí)題：1.磁場(chǎng)中放一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強(qiáng)度是2.5 A，導(dǎo)線長(zhǎng)1 cm，它受到的安培力為5×10-2 N，則這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？2.接上題，如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大到5 A時(shí)，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大？3.如果通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力，是否肯定這里沒有磁場(chǎng)。解答：1.B=FIL=510-2 N-22.5A110 m

10、=2 T2.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是由磁場(chǎng)和空間位置（點(diǎn)）決定的，和導(dǎo)線的長(zhǎng)度L、電流I的大小無(wú)關(guān)，所以該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是2 T。3.如果通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力，則可能有兩種可能：該處沒有磁場(chǎng)，該處有磁場(chǎng)，只不過通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行。（五）安培力的方向安培力的方向與什么因素有關(guān)呢？1改變電流的方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。現(xiàn)象：導(dǎo)體向相反的方向運(yùn)動(dòng)。2調(diào)換磁鐵兩極的位置來(lái)改變磁場(chǎng)方向，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。現(xiàn)象：導(dǎo)體又向相反的方向運(yùn)動(dòng)。結(jié)論：1安培力的方向和磁場(chǎng)方向、電流方向有關(guān)系。2安培力的方向既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直，也就是說，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。如何判斷安培力的

11、方向呢？通電直導(dǎo)線所受安培力的方向和磁場(chǎng)方向、電流方向之間的關(guān)系.可以用左手定則來(lái)判定：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都和手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。II.典型例題解析【例1】下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法中正確的是 A通電導(dǎo)線受安培力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大B磁感線的指向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度減小的方向C放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同D磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無(wú)關(guān)解答：正確的應(yīng)選D點(diǎn)撥：磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和

12、方向由磁場(chǎng)本身決定，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可由磁感線的疏密來(lái)反映安培力的大小不僅與B、I、L有關(guān)，還與導(dǎo)體的放法有關(guān)【例2】如圖1614所示，其中A、B圖已知電流和其所受磁場(chǎng)力的方向，試在圖中標(biāo)出磁場(chǎng)方向C、D、E圖已知磁場(chǎng)和它對(duì)電流作用力的方向，試在圖中標(biāo)出電流方向或電源的正負(fù)極解答：A圖磁場(chǎng)方向垂直紙面向外；B圖磁場(chǎng)方向在紙面內(nèi)垂直F向下；C、D圖電流方向均垂直于紙面向里；E圖a端為電源負(fù)極點(diǎn)撥：根據(jù)左手定則，電流在磁場(chǎng)中受力的方向既要與磁感線垂直，還要與導(dǎo)線中的電流方向垂直，且垂直于磁感線與電流所決定的平面【例3】畫出圖1615中導(dǎo)線棒ab所受的磁場(chǎng)力方向點(diǎn)撥：畫出正視圖后，再用左手定則判定【

13、例4】在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛粗細(xì)均勻的直導(dǎo)線MN，導(dǎo)線中通以從M到N的電流I，此時(shí)繩子受力都是F，為使F0，可采用下列方法中的 A把電流強(qiáng)度增大到某一值B把電流強(qiáng)度減小到某一值C使電流I反向D使磁場(chǎng)B反向點(diǎn)撥：用左手定則判定出磁場(chǎng)力方向，再根據(jù)平衡知識(shí)解決參考答案：AIII：綜合能力提升測(cè)試一、選擇題1關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，正確的說法有 A磁極之間的相互作用是通過磁場(chǎng)發(fā)生的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種物質(zhì)B磁感線可以形象地表現(xiàn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向C磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止D磁感線就是細(xì)鐵屑在磁鐵周圍排列出的曲線，沒有細(xì)鐵屑的地方就沒有磁感線2一束帶電粒子沿水平方向

14、飛過小磁針上方，并與磁針指向平行，能使磁針的S極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)，如圖1所示，那么這束帶電粒子可能是 A向右飛行的正離子束 B向左飛行的正離子束C向右飛行的負(fù)離子束 D問左飛行的負(fù)離子束3鐵心上有兩個(gè)線圈，把它們和一個(gè)干電池連接起來(lái)，已知線圈的電阻比電池的內(nèi)阻大得多，如圖2所示的圖中，哪一種接法鐵心的磁性最強(qiáng) 4關(guān)于磁場(chǎng)，以下說法正確的是 A電流在磁場(chǎng)中某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力作用，則該點(diǎn)的磁感強(qiáng)度一定為零B磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感強(qiáng)度，根據(jù)公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有關(guān)C磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感強(qiáng)度的方向垂直于該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向D磁場(chǎng)中任一點(diǎn)的磁感強(qiáng)度等于磁通密度，即垂直于磁感強(qiáng)度方向的單位面積的磁通量5磁場(chǎng)

15、中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 A放在該點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力的方向B放在該點(diǎn)的正檢驗(yàn)電荷所受的磁場(chǎng)力的方向C放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極所指的方向D通過該點(diǎn)磁場(chǎng)線的切線方向6下列有關(guān)磁通量的論述中正確的是 A磁感強(qiáng)度越大的地方，穿過線圈的磁通量也越大B磁感強(qiáng)度越大的地方，線圈面積越大，則穿過線圈的磁通量越大C穿過線圈的磁通量為零的地方，磁感強(qiáng)度一定為零D勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過線圈的磁感線越多，則磁通量越大7如圖3所示，條形磁鐵放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，并通以垂直紙面向外的電流， A磁鐵對(duì)桌面的壓力減小、不受桌面摩擦力的作用B磁鐵對(duì)桌面的壓力減小、受到桌面摩擦力的作用C

16、磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，個(gè)受桌面摩擦力的作用D磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，受到桌面摩擦力的作用8如圖4所示，將通電線圈懸掛在磁鐵N極附近：磁鐵處于水平位置和線圈在同一平面內(nèi)，且磁鐵的軸線經(jīng)過線圈圓心，線圈將 A轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)靠近磁鐵 B轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)離開磁鐵C不轉(zhuǎn)動(dòng)，只靠近磁鐵 D不轉(zhuǎn)動(dòng)，只離開磁鐵9通電矩形線圈平面垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線，則有 A線圈所受安培力的合力為零B線圈所受安培力以任一邊為軸的力矩為零C線圈所受安培力以任一對(duì)角線為軸的力矩不為零D線圈所受安培力必定使其四邊有向外擴(kuò)展形變的效果二、填空題10勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一段長(zhǎng)為0.2m的直導(dǎo)線，它與磁場(chǎng)方向垂直，當(dāng)通過3A的電流時(shí)，受到60×10-2N的磁場(chǎng)力，則磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度是_特；當(dāng)導(dǎo)線長(zhǎng)度縮短一半時(shí)，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度是_特；當(dāng)通入的電流加倍時(shí)，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度是_特11如圖5所示， abcd是一豎直的矩形導(dǎo)線框，線框面積為S，放在磁場(chǎng)中，ab邊在水平面內(nèi)且與磁場(chǎng)方向成60°角，若導(dǎo)線框中的電流為I，則導(dǎo)線框所受的安培力對(duì)某豎直的固定軸的力矩等于_12一矩形線圈面積S10m，它和勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向之間的夾角130°，穿過線圈的磁通量1×10Wb，則磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B_；若線圈以一條邊為軸的轉(zhuǎn)180°，則穿過線圈的磁能量的變化為_；若線圈平面和磁場(chǎng)方向之間的夾角變?yōu)?0°，則_三、計(jì)算題7