《高中物理 3.3探究安培力学案含解析粤教版选修31》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 3.3探究安培力学案含解析粤教版选修31（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 学案2探究安培力学习目标定位 1.知道安培力的概念，会用左手定则判断安培力的方向，会用公式FBIL计算安培力的大小.2.理解磁感应强度的定义，掌握磁感应强度的方向.3.知道匀强磁场以及匀强磁场的磁感线分布特点.4.知道磁通量的概念，会根据公式BS计算磁通量磁场对电流的作用力称为安培力法国物理学家安培首先总结出磁场对电流的作用力遵循的规律 一、安培力的方向通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是通电导线在磁
2、场中所受安培力的方向二、安培力大小1磁感应强度(1)物理学规定，当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受安培力F跟电流I和导线长度L的乘积的比值叫做磁感应强度，用B表示，则B.(2)磁感应强度B是矢量，其方向为该处的磁场方向，单位是特斯拉，符号是T.(3)匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内中间部分的磁场均是匀强磁场. 2安培力在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，电流所受安培力FBIL.三、磁通量1磁感应强度B与面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，用表示，则有BS，其中S为平面垂直磁场方向的面积2磁通量的单位是韦伯，符号是W
3、b,1 Wb1_Tm2.一、安培力的方向问题设计1在如图1所示的实验中，上下交换磁极的位置，用以改变磁场方向，导线受力的方向是否改变？这个实验说明安培力的方向与什么因素有关？图1答案力的方向改变与磁场方向有关2改变导线中电流的方向，导线受力的方向是否改变？这个实验说明安培力的方向与什么因素有关？答案力的方向改变与电流方向有关要点提炼1安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系可以用左手定则判断2不论磁场方向和电流方向是否垂直，安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即总垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面3判断电流、磁场方向用安培(右手螺旋)定则，确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定
4、则二、安培力的大小要点提炼1对磁感应强度的理解(1)磁感应强度的定义式为B，是反映磁场性质的物理量，是由磁场自身决定的，与是否引入电流、引入的电流是否受力及受力大小无关(2)磁感应强度的方向是该处磁场的方向，而不是电流受力F的方向(3)公式B成立的条件是电流I与磁场垂直2磁感应强度与磁感线的关系：磁感线上每一点的切线方向都与该点磁感应强度的方向一致，磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小3匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场4安培力大小的公式表述：(1)当B与I垂直时，FBIL.(2)当B与I成角时，FBILsin ，是B与I的夹角(3)当B与I平行时F0.5当导线与磁场垂直时，弯曲导
5、线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图2所示)；相应的电流沿L由始端流向末端图2延伸思考如图3所示，导线与磁场方向的夹角为时，如何计算导线受力的大小？图3答案将B分解到平行导线方向和垂直导线方向的分量，分别研究B的两个分量对导线的作用，可得出FILBsin .三、磁通量问题设计在磁场中放一面积为S的线框，怎样放置才能使穿过线框的磁感线条数最多？放置方式相同时，磁场强弱不同，穿过线框的磁感线条数是否相同？答案垂直磁场方向放置不相同要点提炼1磁通量的定义式：BS，适用条件：磁场是匀强磁场，且磁场方向与平面垂直2当平面与磁场方向不垂直时，穿过平面的磁通量可用平面在垂直于磁场B的方向的投影面积
6、进行计算，即BSBScos (如图4所示)图43磁感应强度B，又叫磁通密度一、对安培力方向的判定例1画出图5中通电导体棒ab所受的安培力的方向(图中箭头方向为磁感线的方向)图5解析题目所给的图是立体图，如果直接把ab棒受到的安培力画在立体图上则较为抽象为了直观，一般画成平面图，题图中的各个图从外向内看的正视平面图如图所示(此时导体棒ab是一个横截面图，表示电流向里，表示电流向外)，题图甲中，I与B决定的平面是与纸面垂直的竖直面，安培力方向与这个平面垂直，由左手定则知，安培力的方向为水平向右；题图乙中，I与B决定的平面是与水平方向成角的垂直纸面的平面，安培力方向与这个平面垂直，指向右下方；题图丙
7、中，I和B决定的平面是垂直斜面的平面，安培力方向与斜面平行，指向右上方 甲乙丙答案见解析规律总结1.判断安培力的方向，要先明确磁场的方向和电流的方向，用左手定则判断，不要“习惯性”地错用右手实际上左手定则揭示了磁感应强度、电流、安培力这三个物理量方向之间的关系，知道其中任意两个方向，可以由安培定则判断第三个方向2分析安培力方向时，左手定则和安培定则往往同时使用，要特别注意它们的不同：安培定则用来判断电流的磁场方向，用右手；左手定则用来判断电流的受力方向，用左手二、对磁感应强度概念及公式的理解例2(单选)关于磁感应强度，下列说法正确的是()A由B可知，B与F成正比，与IL成反比B通电导线放在磁场
8、中某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就变为零C通电导线所受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即B0)D磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定解析磁感应强度B 只是一个定义式，而不是决定式；磁感应强度B是由磁场本身的性质决定的，与放不放通电导线无关故选D.答案D三、对安培力大小的计算例3(单选)长度为L、通有电流I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()解析A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，故FBILcos ，A正确； B图
9、中，导线和磁场方向垂直，故FBIL，B错误； C图中导线和磁场方向垂直，故FBIL，C错误；D图中导线和磁场方向垂直，故FBIL，D错误答案A规律总结1.当磁场方向与电流方向垂直时安培力FILB，如果磁场方向和电流方向不垂直，公式应变为FILB，B是B在垂直于电流方向的分量2如果通电导线是弯曲的，则要用其等效长度代入公式计算3如果是非匀强磁场，原则上把通电导线分为很短的电流元，对电流元用安培力公式，然后求矢量和四、对磁通量认识及计算例4如图6所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为_若使框架绕OO转过60角，则穿过框架平面的磁通量为_；若从初始位置转过90角，则穿过框架平面的磁通量为_；若从初始位置转过180角，则穿过框架平面的磁通量的变化量是_图6解析初始位置1BS；框架转过60角时2BSBScos 60BS；框架转过90角时3BSBScos 900；若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即4BS，所以|41|(BS)BS|2BS.答案BSBS02BS
