2011年高考物理《磁场》专题教案　新人教版

磁场第一讲 基本知识介绍《磁场》部分在奥赛考刚中的考点很少，和高考要求的区别不是很大，只是在两处有深化：a、电流的磁场引进定量计算；b、对带电粒子在复合场中的运动进行了更深入的分析。一、磁场与安培力1、磁场a、永磁体、电流磁场→磁现象的电本质b、磁感强度、磁通量c、稳恒电流的磁场*毕奥-萨伐尔定律（Biot-Savart law）：对于电流强度为 I 、长度为 dI 的导体元段，在距离为 r 的点激发的“元磁感应强度”为 dB 。矢量式 d= k，（d 表示导体元段的方向沿电流的方向、 为导体元段到考查点的方向矢量）；或用大小关系式 dB = k结合安培定则寻求方向亦可。其中 k = 1.0×10−7N/A2 。应用毕萨定律再结合矢量叠加原理，可以求解任何形状导线在任何位置激发的磁感强度。毕萨定律应用在“无限长”直导线的结论：B = 2k ；*毕萨定律应用在环形电流垂直中心轴线上的结论：B = 2πkI ；*毕萨定律应用在“无限长”螺线管内部的结论：B = 2πknI 。其中 n 为单位长度螺线管的匝数。2、安培力a、对直导体，矢量式为 = I；或表达为大小关系式 F = BILsinθ 再结合“左手定则”解决方向问题（θ 为 B 与 L 的夹角）。b、弯曲导体的安培力⑴ 整体合力折线导体所受安培力的合力等于连接始末端连线导体（电流不变）的的安培力。证明：参照图 9-1，令 MN 段导体的安培力 F1与 NO 段导体的安培力 F2的合力为 F，则F 的大小为F = = BI = BI关于 F 的方向，由于 ΔFF2P∽ΔMNO，可以证明图 9-1 中的两个灰色三角形相似，这也就证明了 F 是垂直 MO 的，再由于 ΔPMO 是等腰三角形（这个证明很容易），故 F 在 MO上的垂足就是 MO 的中点了。证毕。[由于连续弯曲的导体可以看成是无穷多元段直线导体的折合，所以，关于折线导体整体合力的结论也适用于弯曲导体。（说明：这个结论只适用于匀强磁场。）⑵ 导体的内张力弯曲导体在平衡或加速的情形下，均会出现内张力，具体分析时，可将导体在被考查点切断，再将被切断的某一部分隔离，列平衡方程或动力学方程求解。c、匀强磁场对线圈的转矩如图 9-2 所示，当一个矩形线圈（线圈面积为 S、通以恒定电流 I）放入匀强磁场中，且磁场 B 的方向平行线圈平面时，线圈受安培力将转动（并自动选择垂直 B 的中心轴 OO′，因为质心无加速度），此瞬时的力矩为M = BIS几种情形的讨论——⑴ 增加匝数至 N ，则 M = NBIS ；⑵ ...