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1、第四节磁场对通电导线的作用力学案导学学习目标1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BIL sin 。2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。3、了解磁电式电流表的工作原理。学习重点安培力的大小计算和方向的判定。学习难点用左手定则判定安培力的方向。自主学习1磁场对的作用力通常称为安培力。2磁场方向的通电直导线，受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关，导线长作用力；导线短，作用力。用公式表示为。3如果磁场方向与电流方向夹角为 时，安培力的大小，方向仍可用定则判定。4左手定则：让磁感线垂直穿入，四指指向方向，拇指所指的方向。5 在磁电式电流表中，蹄形磁铁和铁心间的磁场是的。同
2、步导学例 1 如图 2 所示， 把一重力不计可自由运动的通电直导线AB 水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（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，同时上升图 2解答 ：两个磁极对电流的安培力方向不同，把电流分为两部分， 左半部分受力方向向外，右半部分受力向里。从上往下看， 通电导线将沿着逆时针方向转动。当导线转到垂直于纸面的方向时，电流受力向下，导线将向下运动。所以C 选项正确。例 2如图 4 所示，长L、质量为m 的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆 ab
3、 处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。当金属杆中通有方向 a b 的电流 I 时，每根金属丝的拉力大小为 T 。当金属杆通有方向 b a 的电流 I 时，每根金属丝的拉力大小为 2T。求磁场的磁感应强度 B 的大小。解答 ：导体 ab 受重力、磁场力弹簧的的拉力而平衡。当 ab 中的电流方向由a 到 b 时，磁场力向上。2T+BIL=mg当 ab 中的电流由b 到 a 时，磁场力向下。4T=BIL+mg图 4BTIL解方程组得例 3如图 5 两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将（）A 吸引B 排斥C 保持静止D 边吸引边转动解答 ：两个线圈内的
4、电流产生的磁场方向相同，互相吸引。也可以由一个电流受另一个的磁场力判断得相同的结论。当堂达标1 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向BBBBEFGH第 1 题2. 关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的矩形线圈与该磁场的关系，下列说法中正确的有()A. 通电线圈旋转的角度不同，它所在位置的磁感应强度大小也不同B. 不管通电线圈转到什么位置，它所在位置的磁感应强度大小都相等C. 通电线圈旋转的角度不同，它的平面与磁感线的夹角也不同D. 不管通电线圈转到什么位置，它的平面都与磁感线相平行3正在通电的条形电磁铁的铁心突然断成两截，则两截铁心将（）A 互相吸引B互相排斥C不发生相互作用D无法判断4 如图
5、，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的 S 极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是（）A 向右飞行的正离子B 向左飞行的正离子C 向右飞行的负离子D. 向左飞行的负离子第 4 题第 5题5 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. F2B.F1 F2C.F1 F2D.2F1 F26 如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳定电流的矩形线abcd，可绕其中心轴转动，则在转动过程中（）A ab 和 cd 两边始终无磁场力
6、作用。B ab 和 cd 两边所受磁场力大小和方向在转动过程中不断变化。C线圈在磁场力作用下转动过程中合力始终不为零。D ab、 cd 两边受到和磁场力的大小和方向在转动过程中始终保持不变。第 6 题第 7 题7 如图，当左边的线圈通以逆时针电流I 时，天平恰好平衡，此时天平右边的砝码为m，若改为顺时针方向的电流且大小不变，则需在天平右边增加m 的砝码，通电线圈受到磁场力大小为（）A mg/2B （ m+ m） gC mgD（ m+ m） g/28通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有（）A 线圈所受安培力的合力为零B线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零C线圈所受安培力以任一对角线为轴的
7、力矩不为零D线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果9. 磁电式电流表中通以相同电流时， 指针偏转角度越大， 表示电流表灵敏度越高， 若其余条件都相同，则灵敏度高的电流表具有()A. 比较小的通电线圈的横截面积B. 比较“硬”的两个螺旋弹簧C. 比较少的通电线圈匝数D. 比较强的辐向分布的磁场10 通电矩形导线框abcd 与无限长通电直导线MN在同一平面内， 电流方向如图所示，ab 边与MN平行。关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（）A线框有两条边所受的安培力方向相同B线框有两条边所受的安培力大小相同C线框所受安培力的合力朝左D cd 边所受安培力对ab 边力矩不为零第10题
8、第11题11直导线 AB 与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离,直导线固定,线圈可以自由运动 ,当通过如图所示的电流时(同时通电 )从左向右看 ,线圈将()A顺时针转动 ,同时靠近直导线ABB 顺时针转动 ,同时离开直导线ABC逆时针转动 ,同时靠近直导线D不动12把轻质导线圈用细线挂在磁铁N 极附近 ,磁铁的轴线穿过线圈中心,且在线圈平面内。当线圈通以图示方向的电流时线圈将()A发生转动 ,同时靠近磁铁B发生转动 ,同时远离磁铁C不发生转动 ,只靠近磁铁D不发生转动 ,只远离磁铁ISNB第12题第 13题13如图 ,原来静止的圆形线圈通入逆时针方向的电流I,在其直径 AB 上靠近 B 点处放一
9、根垂直于线圈的固定不动的长直导线,长直导线通以垂直于纸面向里方向的电流I的作用下圆线圈将()向左平动向右平动以直径为轴转动静止不动14在磁感应强度 B=0.4T 的匀强磁场中， 一段长为 0.5m 的通电导体在外力作用下做匀速直线运动，设通过导体的电流为4A，运动速度是 0.6ms，电流方向、速度方向、磁场方向两两相互垂直，则移动这段导线所需要的功率是_W.15质量为 m ，长为 L 的的金属棒 ab 用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN 下面，整个装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a 向 b 的电流 I 后，将离开原位置向前偏转 角而重新平衡，如图。求磁感应强度B 的方向和大小。第 15
10、题拓展提高1. 一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中 , 此时悬线的张力大于零而小于铜棒的重力. 使悬线中B张力为零 , 可采用的方法有()CDA适当增大电流, 方向不变第 1 题B适当减小电流, 方向反向C电流大小、方向不变D使原电流反向，并适当减弱磁场2. 一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90 的过程中， 导线所受的安培力（）A大小不变，方向也不变B大小由零渐增大，方向随时改变C大小由零渐增大，方向不变D大小由最大渐减小到零，方向不变第 2 题3. 如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I ，方向垂直指
11、向纸内，且和匀强磁场B 垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是()A.a 点B.b点C.c点D.d点第 3 题第 6 题4. 关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( )A. 安培力的方向就是该处的磁场方向B. 安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面C. 若通电导线所受的安培力为零 . 则该处的磁感应强度为零D. 对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大5.一根用导线绕制的螺线管，水平放置，在通电的瞬间，可能发生的情况是( )A. 伸长B.缩短C.弯曲D.转动6.如图所示，在倾角为 的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为 m的通电直导线， 电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是（）A. B=mgtan/IL ，方向垂直斜面向下B. B=mgtan IL ，方向竖直向下
