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1、3.4 通电导线在磁场中的受力(二)班级 姓名 , 1课时 使用时间 一.学习目标1.知道安培力的概念,会用左手定则判定安培力的方向,并能用左手定则解答有关问题.2.学会用公式FBIL计算B与I垂直和平行情况下安培力的大小,并对公式拓展应用,即FBILsin ,为B与I的夹角.3.了解磁电式电表的构造及原理重点:用左手定则判定安培力方向;用安培力公式计算难点:用左手定则判定安培力方向;用安培力公式计算二、自学检测一、安培力的方向1安培力:通电导线在_中受的力2决定安培力方向的因素:_和磁感应强度方向3左手定则:如图1所示,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_从掌心
2、进入,并使四指指向_,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受_的方向4安培力的特点FB,FI,即F垂直于_决定的平面5平行通电导线间的作用力:电流方向相同,两导线相互_,电流方向相反,两导线相互_二、安培力的大小1当通电导线垂直磁场方向放置时所受安培力的大小为:F_.2当磁感应强度B的方向与通电导线平行时,导线受力F_.3当磁感应强度B的方向与通电导线方向成角时,F_.为B与I的夹角三、磁电式电流表1原理:通电线圈在磁场中受到_而偏转线圈偏转的角度越大,被测电流就_根据线圈_,可以知道被测电流的方向2构造:_、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴3特点:两磁极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱,使极靴与圆
3、柱间的磁场都沿_方向,保证线圈转动时,安培力的大小不受磁场影响,电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直使线圈平面总与磁场方向_,使表盘刻度均匀,如图2所示4优点:灵敏度高,可以测出_的电流缺点:线圈导线很细,允许通过的电流很弱.三合作探究任务、磁电式电流表问题设计1磁电式电流表的构造是怎样的?磁电式电流表的原理是什么?2指针偏转的角度与通入的电流大小有怎样的关系?例1根据以上对磁电式电流表的学习判断,以下说法正确的是()A指针稳定后,线圈受到螺旋弹簧的阻力与线圈受到的安培力方向是相反的B通电线圈中的电流越大,电流表指针偏转角度也越大C在线圈转动的范围内,各处的磁场都是匀强磁场D在线圈转动的范围内
4、,线圈所受安培力与电流有关,而与所处位置无关【当堂训练】1、如图所示,有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方,导线可以自由移动,当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是时,有关直导线运动情况的说法中正确的是(从上往下看)( )A、顺时针方向转动,同时下降 B、顺时针方向转动,同时上升C、逆时针方向转动,同时下降 D、逆时针方向转动,同时上升2、一根均匀粗导线的两端用柔软导线拉入电路,用用两根弹簧测力计悬挂起来,使导线MN保持水平,如图所示,在导线MN处加水平向里的磁场,并通以自M向N的电流,弹簧测力计的示数为F,若要使弹簧测力计示数增大,可以采用的做法是( )A、只减小电流 B、只增加电流C、只改
5、变电流方向 D、只改变磁场方向3、如图所示,在与水平方向成60的光滑金属导轨间连一电源,在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab,棒上通以3A的电流,磁场方向竖直向上,这时棒恰好静止。求:(1)匀强磁场的磁感应强度B;(2)ab棒对导轨的压力。 四检测清盘1如图5所示,两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线M和N,通有同向等值电流;沿纸面与直导线M、N等距放置的另一根可自由移动的通电导线ab,则通电导线ab在安培力作用下运动的情况()A沿纸面逆时针转动B沿纸面顺时针转动Ca端转向纸外,b端转向纸里Da端转向纸里,b端转向纸外2如图6,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且
6、与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab、bc和cd的长度均为L,且abcbcd135.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力 ()A方向沿纸面向上,大小为(1)ILBB方向沿纸面向上,大小为(1)ILBC方向沿纸面向下,大小为 (1)ILBD方向沿纸面向下,大小为(1)ILB3如图7所示,ab,cd为两根相距2 m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,一根质量为3.6 kg 金属棒,当通以5 A的电流时,金属棒沿导轨做匀速运动;当金属棒中电流增加到8 A时,金属棒获得2 m/s2的加速度,求匀强磁场的磁感应强度的大小4质量为m的导体棒MN静止
7、于宽度为L的水平导轨上,通过MN的电流为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向与导轨平面成角斜向下,如图8所示,求MN所受的支持力和摩擦力的大小图85、质量为0.5的金属杆在相距1m的水平轨道上与轨道垂直放置金属杆上通以I=4A的恒定电流,如图所示,匀强磁场B垂直轨道平面,金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2,求匀强磁场的磁感应强度B的大小。 6、在倾角为的光滑斜面上,置一通有电流为I、长为L、质量为m的导体棒,如图所示,试求:欲使棒静止在斜面上,外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力,应加匀强磁场B的最小值和方向 7、电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示,1
8、982年,澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2km/s),若轨道宽2m,长为100m,通以恒定电流10A,则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大?磁场力的最大功率为多大?(不计轨道摩擦) 8、在赤道上空,水平放置一根通以由西向东的电流的直导线,则此导线( )A、受到竖直向上的安培力 B、受到竖直向下的安培力C、受到由南向北的安培力 D、受到由西向东的安培力9、质量为m的金属导体棒置于倾角为 的导轨上,棒与导轨间的摩擦系数为,当导体棒通电时,恰能在导轨上静止,如图所示的四个图中标出了四种可能的匀强磁场的磁感应强度 B的方向,其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是( )10、质量为m的一段直导线弯成N形后放到光滑水平面上,具体尺寸如图所示,磁感受应强度为B的匀强磁场竖直向下穿过N形导线平面,当N形导线通入电流I的瞬间,导线的加速度大小为 。五学有所得 4