2019版物理《學案導學與隨堂筆記》人教版選修3-1課件：第三章磁場4

1、!磁場4通電導線在磁場中受到的力學習目標1知道安培力的概念，會用左手定則判定安培力的方向.2.掌握安培力的公式F = ILBsin 0,并會進行有關計算.3了解磁電式電流表的構造及其工作原理.內(nèi)容索引知識探究題型探究達標檢測知識探究一、安培力的方向?qū)W探究按照如圖1所示進行實驗.答案(1) 上下交換磁極的位置以改變磁場方向，導 線受力的方向是否改變？受力的方向改變；(2)改變導線中電流的方向，導線受力的方向是否改變?仔細分析實驗結果，結合課本說明安培力的方向與磁場方向、電流方向有怎樣的關系?受力的方向改變；安培力的方向與磁場方向、答案圖1電流方向的關系兩足左手定則就是通電導線在磁場中所受安培力

2、的方向.安培力的方向判定(1) 左手定則：如圖2所示，伸開左手，使拇指與其余四個 手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi).讓掌心線從 進入并使四指電流的方向,這時拇指所指的方向(2) 說明：圖2對對答案吧F丄B, F丄人即F垂直于8、/決定的平面 磁場方向和電流方向不一定垂直用左手定則判斷安培 力方向時，磁感線只要從掌心進入即可，不一定垂直穿過即學即用判斷下列說法的正誤.(1) 通電導線所受安培力的方向與磁場的方向垂直( V )(2) 通電導線所受安培力的方向與直線電流的方向垂直.(V )(3) 應用左手定則時，四指指向電流方向，拇指指向安培力方向.(V )(4) 若電流和磁場方向都變?yōu)榕c原來反向

3、，則安培力的方向也變?yōu)榕c原來 反向( X )二、安培力的大小導學探究(1)在圖3所示的實驗中，探究安培力的大小與磁場強弱、電流大小、導線長度的關系.在B、厶一定時，增大電流/,導線受力怎么變化?咎安口圖3安培力變大實驗中如何改變導線長度厶？在B、/定時，增大導線的長度厶 導線an受力怎么變化?答案分別將不同的接點連入電路安培力變大(2) 長為/的一段導線放在磁場B中，通以電流/,當導線按以下兩種方式放置時，所受磁場的作用力分別是多大?導線和磁場垂直放置;答案F 二 IIB導線和磁場平行放置.答案答案(3) 當導線和磁場方向的夾角為&時，如何計算安培力的大小?將磁感應強度B沿導線方向和垂直導線方

4、向進行分解，分別計算兩分磁場 對導線的作用力.知識梳理安培力的大小同一通電導線，按不同方式放在同一磁場中，受力情況不同,如圖4所不B甲T丙 圖4/丄B,此時安培力最大，F(xiàn)=_ILBI/B,此時安培力最小，F(xiàn)=_0_.(1) 如圖甲，(2) 如圖乙,(3) 如圖丙，當/與B成&角時，把磁感應強度B分解，如-ILBsin OF對對答案吧即學即用判斷下列說法的正誤.(1) 通電導線在磁場中不一定受安培力( 7 )(2) 通電導線放在磁場中某處不受安培力，該處的磁感應強度一定是零( X )(3) 若磁場一定，導線的長度和電流也一定的情況下，導線平行于磁場時,安培力最大，垂直于磁場時，安培力最小.(X

5、)三、磁電式電流表知識梳理磁電式電流表的構造和原理(1)原理：通電線圈在磁場中受到一安培力一而偏轉(zhuǎn).線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大,被測電流就一越大.根據(jù)線圈偏轉(zhuǎn)的方向可以知道被測電流的方向.(2)構造：一磁鐵一、線圈、螺旋彈簧、指針、極靴.對對答案吧(3)特點：極靴與圓柱間的磁場沿半徑方向，線圈轉(zhuǎn)動時，安培力的大小不受磁場影響，電流所受安培力的方向總與線圈平面垂直線圈平面與磁場方向平行如圖5所示.優(yōu)點：靈敏度高，可以測出很弱的電流.NF圖5缺點：線圈導線很細，允許通過的電流很弱.即學即用判斷下列說法的正誤.(1) 指針穩(wěn)定后，線圈受到螺旋彈簧的阻力與線圈受到的安培力方向是相 反的.3 )(2) 通電線圈

6、中的電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度也越大.()(3) 在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，各處的磁場都是勻強磁場.(X )(4) 在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，線圈所受安培力與電流有關，而與所處位置無 關.3)題型探究安培力的方向例1畫出圖6中各磁場對通電導線的安培力的方向.答案I解析ADXA/XFGIlliH圖6A二安培力的大小1.公式F二厲Bsin。中B對放入的通電導線來說是外加磁場的磁感應強度，不必考慮導線自身產(chǎn)生的磁場對外加磁場的影響.2.公式F二:Bsin。中厶指的是導線在磁場中的“有效長度”，彎曲導線的有效長度厶等于連接兩端點直線的長度（如圖7所示）；相應的電流沿厶由始端流向末端.XXX圖73公式F = IL

7、Bsin 0中&是B和/方向的夾角，當0 = 90。時sin 0=1,公式變?yōu)镕 = ILB.例2長度為厶、通有電流為/的直導線放入一勻強磁場中，電流方向與磁 場方向分別如圖所示，已知磁感應強度為對于下列各圖中，導線所受D.F=BILsineZF=B/Lcos 0 B.F=B/Lcos 6 C.F=BILsinO例3如圖8所示，一根導線位于磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向里 的勻強磁場中，其中AB = BC=CD = DE = l,且ZC= 120 、 ZB 二 ZD 二150 .現(xiàn)給這根導線通入由4至E的恒定電流/,則導線受到磁場作用的 合力大小為答案I解析A.2 鈕B(2 +沙 衣2 +

8、圖8dabii三.安培力的實際應用例4如圖9所示的天平可用來測量磁場的磁感 應強度.天平的右臂下面掛一個矩形線圈，寬 為厶 共N匝，線圈的下部懸在勻強磁場中， 磁場方向垂直于紙面.當線圈中通有電流/（方向 如圖所示）時，在天平兩邊加上質(zhì)量分別為、 加2的石去碼時，天平平衡；當電流反向（大小不 變）時，右邊再加上質(zhì)量為加的璉碼后，天平 又重新平衡.由此可知A.磁感應強度方向垂直紙面向里,丄r丄（“加2）g 大小為NIL韌茲感應強度方向垂直紙面向里,C磁感應強度方向垂直紙面向外,大小為2NIL,.M （加 1 -加2）g 大小為NILD.磁感應強度方向垂直紙面向外,大小為2NIL答案I解析技巧點撥

9、天平兩臂平衡時，對左、右兩盤向下的壓力（等于重物或石去碼的重力）和 拉力的合力相等.達標檢測答案Bx x bXX 1 X XXXXX X IFX X1下面的四個圖顯示了磁場對通電直導線的作用力，其中正確的是2.如圖10所示，在勻強磁場中放有下列各種形狀的通電導線，電流為厶磁感應強度為則各導線所受到的安培力分別為:ax ix x xL1X I X X XCFc = _ 2BIR _5 Fd = _q= - BILcos a U Fb = _BIL4.如圖12所示，直角形導線c通以恒定電流/,兩段導線的長度分別為313.如圖11,兩根絕緣細線吊著一根銅棒，空間存在垂直紙面向里的勻強磁場，棒中通有向右的電流時兩線上拉力大小均為，若棒中電流大小不變方向相反，兩線上的拉力大小均為尸2，且F2F,則銅棒所受安培力大小為答案I解析A.F 1 + F2B.F - F jC.2F + 2F2D2F F2/sil受到安培力的合力為答案I解析Xf/Z XXXXX