文档介绍：第三次课磁场安培力复****学案)
【知识梳理】
考点一:磁场
磁场虽看不见、摸不着,但其是客观存在的,不随人的意志而转移,它是一种特殊的物质形态,最基本的性质是对处于其中的磁体和电流有力的作用。
磁体与磁体间、磁体与电流间、电流与电流间的相互作用都是通过磁场来传递的。
考点二:磁场对电流作用探秘
不管是电流还是磁体,对通电导线的作用都是通过磁场来实现的,因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况,然后结合左手定则准确判断导线的受力情况和将要发生的运动,在实际操作过程中。往往采用以下几种方法:
(1)电流元法
把整段导线分为多段直电流元,先用左手定则判断每段电流元受力的方向,然后判断整段导线所受合力的方向,从而确定导线的运动方向。
(2)等效法
环形电流可等效成小磁针,通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流,反过来等效也成立。
在解决有关磁场对电流的作用问题时,能否正确判断安培力的方向是解决问题的关键,在判定安培力的方向时要注意以下两点:
(1)安培力的方向总是既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直,也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面。
(2)在具体判断安培力的方向时,由于受到静电力方向判断方法的影响,有时错误地认为安培力的方向沿着磁场方向。为避免这种错误,同学们应该把静电力和安培力进行比较,搞清力的方向与场的方向关系及区别。
具体问题如下表:
静电力
安培力
研究对象
点电荷
电流元
受力特点
正电荷受力方向与电场方向相同,负电荷相反
安培力方向与磁场方向和电流方向都垂直
判断方法
结合电场线方向和电荷正、负判断
用左手定则判断
“安培定则”和“左手定则”的区别和联系
(1)在适用对象上:安培定则研究电流(直流电流、环形电流、通电螺线管电流)产生磁场时,电流与其产生的磁场的磁感线二者方向的关系;左手定则研究通电导线(或运动电荷)在磁场中受力时,F、I、B三者方向的关系
。
(2)在电流与磁场的关系上:安培定则中的“磁场”与“电流”密不可分,同时存在、同时消失,“磁场”就是电流的磁效应产生的磁场;左手定则中的“磁场”与“电流”可以单独存在,“磁场”是外加的磁场,不是通电导线产生的磁场。
(3)在因果关系上:安培定则中的“电流”是因,“磁场”为果,正是有了电流(直流电流、环形电流、螺线管电流)才出现了由该电流产生的磁场;左手定则中的“磁场”和“电流”都是“因”,磁场对通电导线的作用力是“果”,有因才有果,而此时的两个“因”对产生磁场对导线的作用力来说缺一不可。
(4)判断电流方向选取定则的原则:当已知磁感线的方向,要判断产生该磁场的电流方向时,选用安培定则判断电流的方向;当已知导体所受安培力的方向时,用左手定则判断电流的方向。
应用公式F=BIL求安培力大小应注意的问题
(1)B与L垂直
(2)L是有效长度,如图所示,曲线ACB中如果有电流为I,则其所受安培力垂直AB向左,大小为F=BIL。
(3)求通电导线平衡问题中所需B的最小值及方向时,先求所需安培力的最小值和方向,再由左手定则及B与I垂直的情况求出所需磁场的大小和方向。因B与I垂直时安培力最大,故由垂直状态得出的磁感应强度就是最小值。如图所示,若使