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1、3-4 磁场对通电导线的作用力导学案编稿人: 张绍梅 审定人: 日期 年级 高二物理 班级: 姓名: (一)学习目标:1、知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小 F=BIL ;电流方向与磁场方向夹角为 时,安培力 F=BILsin。2、会用左手定则熟练地判定安培力的方向3、知道电流表的基本构造,知道电流表测电流大小和方向的基本原理,了解电流表的基本特点。(二)学习重点:1、掌握左手定则。2、理解磁场对电流的作用大小的决定因素,掌握电流与磁场垂直时,安培力大小为F=BIL。(三) 学习难点:对左手定则的理解及其实际应用(四
2、)学法指导:实验探究,合作探究,搜集资料,讨论、交流、协作、质疑对抗、练习。 。 。 。 。 。 (五)知识链接:磁场,磁感线,匀强磁场(六)教具: 铁架台、蹄形磁铁、线圈、电键、电动机模型各 1 个,电池 2 个,导线数条(七)学习过程:1、当通电导线与磁场方向垂直时,他受力的大小于导线的长度成 ,于导线中的电流成 ,与磁感应强度成 ,公式 。 适用条件:1) 2) 2、安培力的方向:左手定则: 1)当 I B, F= 2)当 I / B, F= 3)当 I 与 B 有夹角 时,F=BIL sin, (此时可将 B 分解成与导线垂直的分量 B 和与导线平行的分量 B ,其中 B Bsin,B
3、 Bcos,而 B 不产生安培力,导线所受安培力只是 B 产生的,因此可得 F=BILsin)例题 1:左手定则的应用:【练习小结】从上面的练习中我们知道,电流方向、磁场方向和安培力方向三者只要任意知道其中两个,第三个物理量的方向可用左手定则判断出来。3、磁电式电流表:中学实验所使用的电流表是磁电式电流表,它所依据的物理学原理就是安培力与电流的关系。下面大家先看看这个电表的结构,它最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈。观察的同时,大家思考下面几个问题:1.线圈的转动是怎样产生的?2.线圈为什么不一直转下去?3.为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?4.如何根据指针偏转的方向
4、来确定电路上电流的方?5.使用时要特别注意什么? 例题 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、只改变电流方向 D、只改变磁场方向(八)本课小结:IIF磁场对通电导线的作用力安培力的方向:方法:左手定则推论:安培力总是垂直于 B 和 I 决定的平面安培力的大小:F=BILsin( 为 B 与 I 的夹角)磁电式电表结构:磁铁和放在磁铁两级间的线圈原理:通电线圈受
5、安培力作用而转动 (九)当堂检测1、关于通电直导线所受的安培力 F、磁感应强度 B 和电流 I 三者方向之间的关系,下列说法中正确的是( )A、F、B、I 的三者必定均相互垂直B、F 必定垂直于 B、I,但 B 不一定垂直于 IC、B 必定垂直于 F、I,但 F 不一定垂直于 ID、I 必定垂直于 F、B,但 F 不一定垂直于 B2、如图所示,在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈 abcd,最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内,则通电线圈运动的情况是( )A、ab 边转向纸外,cd 边转向纸里,同时向下运动B、ab 边转向纸里,cd 边转向纸外,同时向下运动C、ab 边转向纸外,c
6、d 边转向纸里,同时向上运动D、ab 边转向纸里,cd 边转向纸外,同时向上运动3、如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线 A,A 与螺线管垂直,A 导线中的电流方向垂直纸面向里,开关 S 闭合,A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )A、水平向左 B、水平向右 C、竖直向下 D、竖直向上4、如图所示,一根通有电流 I 的直铜棒 MN,用导线挂在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,此时两根悬线处于紧张状态,下列哪些措施可使悬线中张力为零( )A、适当增大电流 B、使电流反向并适当减小C、保持电流 I 不变,适当增大 B D、使电流 I 反向,适当减小
7、5、一只电压表读数偏小,为纠正这一偏差,可以采取的措施是( )A、减少表头线圈的匝数B、增大表内的串联电阻C、增强表头的永久磁铁的磁性D、转紧表内的螺旋弹簧6、如图所示两根平行放置的长直导线 a 和 b 载有大小相同,方向相反的电流,a 受到的磁场力大小为 F1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a 受到的磁场力大小变为 F2,则此时 b 受到的磁场力大小变为( )A、F 2 B、F 1F2 C、F 1+F2 D、2F 1F2二、填空题:7、如图所示,通有电流的导体 A 可以自由运动,判断导线 A 受安培力的情况及在安培力作用下导线将如何运动。8、在匀强磁场中,有一段 5的导线和磁场垂直
8、,当导线通过的电流是 1A 时,受磁场人作用力是0.1N,那么磁感应强度 B= T;现将导线长度增大为原来的 3 倍,通过电流减小为原来的一半,那么磁感应强度 B= T,导线受到的安培力 F= N。9、长为 L 的水平通电直导线放在倾角为 的光滑的斜面上,并处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,若磁场方向竖直向上,则电流为 I1 时导线平衡,若磁场方向垂直于斜面向上,则电流为 I2 时导线平衡,那么样 I1:I 2= 。三、计算题:10、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。11、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