《2011届高考物理一轮复习教学案精品集82磁场对电流的作用力》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011届高考物理一轮复习教学案精品集82磁场对电流的作用力（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二课时 磁场对电流的作用力软铁舞旋弹篙考点剖析G一一 一3【教学要求】1 会用左手定则确定安培力方向，计算匀强磁 场中安培力的大小。2 .知道磁电式电表构造及测电流大小和方向的原理。【知识再现】一、安培力：磁场对电流的 叫安培力.二、安培力的大小计算1 .当B、I、L两两垂直时，.若B与l(L)夹角为9，则.2 公式的适用条件：一般只适用于匀强磁场.三、安培力的方向判定用左手定则判定：伸开左手，使大拇指跟其余 四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手 放入磁场中，让磁感线垂直穿人手心，并使 指向电流的方向，那么，所指的方向就是通电导线 在磁场中所受安培力的方向.议一议：安培力公式F= B
2、IL只适用于匀强磁场吗？导示：安培力为零的可能是磁场与导线平行或合磁场为零。如图为求得磁场最小时的矢量图，由图可知另一磁场的最小值为3 T，故选BCD本题的重点是在求解磁场，并非安培力公式的使用，但要对安培力公式使用条件要熟悉。知识点二-磁电式电表的工作原理1 .磁电式电流表的构造：如图所示，在一个磁性很强的蹄形磁铁的 两极间有一个固定 的圆柱形铁芯，铁芯 外面套有一个可以 绕轴转动的铝框，铝 框上绕有线圈，铝框 的转轴上装有两个 螺旋弹簧和一个指 针，线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧转角度的大小得岀电流的数值。它的优点是电流表重点突破一El一知识点一安培力的大小与方
3、向要判断求解安培力，首先要明确导线所在处的 磁场,再根据安培力公式 F=BIL求解.【应用1】女口图所示，平行于纸面水平向右的匀 强磁场，磁感应强度 B =仃。 位于纸面内的细直导线，长L= 1m，通有I=1A的恒定电流。当导线与 B1成60夹角 时，发现其受到的安培力为流入线圈2 磁电式电流表的工作原理：如图所示，蹄形磁 铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的磁场。放在其 中的通电线圈不论转到什么角度，它的平面都跟磁 感线平行，线框两边所受的磁场力始终与线框平面 垂直。线圈转动时，通过转轴收紧两根螺旋弹簧。 这样，线圈在通电时除了受到磁力外，还受到弹簧的反抗力，当两种力的作用效果达到平衡时，线圈
4、停在一定的位置上。线圈的偏转角度9与电流I成正比，这样，在线圈上 装上指针，由于指针偏 转角度跟电流大小成 正比，就能根据指针偏刻度是均匀的灵敏度高。【应用2矩形线圈abed放在匀强磁场中，磁场方向 沿z轴，磁感应强度B=1.34零，则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强 度B2的可能值为()A . -T B. -TC. 1T D. 3T2 2ELE*:込& f JJLEain 0x 10 2T.如图所示.线圈边长 ad=6cm, ab=8cm, 线圈是均匀的，总质量为2.8 x 103kg,此线圈可绕 ad边自由转动，当线圈静止在与 xOz平面成30 角的位置，则通过线圈的电流的大小为 ，
5、方向为(g取10m/S)导示：设矩形线圈abcd的总质量为mo则血、皿边的晝力为叫 匸4叫肿7 = 1.6 X LO -2Nt叫 妁重力的力矩拘x0rSAfiinJO0c 1.6 x JO kO. 5 xO. 08 xO- 5N + m= 3.2 xiON m6c 边的空力曲 mg = 3714 - 6 x 10 _5N 叫的璽力的力姐为二曲沾xd.bBi叔尸x 10J x0.08 xO. 5 N - m =2.4 x 10 _(,N拯痢践圏的重力的力貶为 Afc = JWj 1= 5. 6 xlQN a髭册題圈昭曼的电册力蝉为 Mt =ff/Sc30o 平蜀时m=mg需电ML的天小为/Afc
6、/05coB3OD= 5.6 x 104/l. 34 k 10-1 x 0, 06 m 0. Ofi x 0.&66A工10A方向沿abcda(用左手定则判断bc边(2)若B的大小和方向均能改变，则要使 ab棒所受 支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向 如何？导示：从b向a看视图如图所示。(“蔽才才向iF=FAfin Q 竖直.大商=Fz0 ”店s.缸根据左手定则判定磁场方向水平向右。骐一比岛灯艸- - R - r尺小俺皿莎麼丸持力为零，匹辻啟樟最小莹毛琏/ 尙上0旳商Fh f宋尽E 一卡胖根摄左于定則列史舉播澎向水牛曲右*该题为安培力与力学，电路相联系的综合问题，求解时要注意：要正确
7、地对通电 导体进行受力分析，特别是安培力的方向，牢记安 培力的方向既和 B垂直又和L垂直。由于B、I、L的方向关系涉及三维的立体空间，为便于分析， 要善于选择合理的角度，将立体图转化为平面图(俯 视图、剖视图、侧视图等)。电磁力矩就是安培力的力矩，可类型二导线之间的安培力用M电=BIScos 9计算，其中S为线圈的面积，9为匀强磁场B与线圈平面的夹角，该公式不仅仅适用 于矩形线圈，对其他形状的线圈，包括形状不规则 的线圈都适用.【例2】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， 受到的磁场力大
8、小变为受到的磁场力大小变为F2,则此时( )方法探究类型一有关安培力的计算【例1】水平面上有电阻不计的 U形导轨NMPQ， 它们之间的宽度为 L，M和P之间接入电动势为 E 的电源(不计内阻)。现垂直于导 轨搁一根质量为m,电阻为R的 金属棒ab，并加一个范围较大的 匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向与水平面夹角为9且指向右斜上方，如图所示，问：(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多 少？A . F1B. Ff F2C. F什 F2D . 2 F1- F2导示：根据安培定则和左手定则,受b中电流形成的磁场的作用力理b受a磁场的作用力大小也是可以判定a导线F1，方向向左.同F1，方向
9、向右.新加入的磁场无论什么方向，a、b受到的这个磁场的作用力F总是大小相等方向相反如果F与F1方向相同，则两导线受到的力大小都是 F1+ F2 ,若F 与F1方向相反，a、b受到的力的大小都是|F- F1因此当再加上磁场时若a受的磁场力大小是 简单解答时需要认真审题，弄清题目所叙述的物 理实质，转化成熟悉的物理模型来求解.成功体验F2 , b受的磁场力大小也是 F2，所以A对。故选A此题没有指明外加磁场确切方向，应该立即意识到可能有两种情况，然后分别进 行分析，但这样终究稍微麻烦些左手定则中涉及 电流、磁场、磁场力三个量的方向.此题中外加磁 场一旦确定以后其方向是不变的但a、b两电流方向相反，
10、故 a、b所受外加磁场的力必定反向， 然后再与F!合成就行了.1如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三 根相互平行的通电直导线 a、b和c,各导线中的电 流大小相同，其中 a、c 导线中的电流方 向垂直纸面向外，D-1类型二磁感应强度的测量b导线电流垂直纸面向 内。每根导线都受到另外 两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受 安培力的合力，以下说法正确的是（要测量一个物理量，首先要确定测量的原理,这里提供的方法是利用安培力的方法来测量的A 导线a所受合力方向水平向右 B 导线c所受合力方向水平向右 C.导线c所受合力方向水平向左 D 导线b所受合力方向水平向左【例2】如图所示是一个可以用
11、来测量磁感应强度的装置一长方体绝缘容器内部高为L,厚为d,左右两管等高处装有两根 完全相同的开口向上的管 子a、b, 上、下两侧装有电 极C（正极）和D（负极）,并经 开关S与电源连接.容器中-1 J注满能导电的液体，液体的密度为p 将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当开关断开时，竖直管子 a、b中的液面高度相同；开关 S闭合后，a、b管中液面将岀现高度差若闭合开关S后，a、b管中液面将出现高度差为 h，电路中电 流表的读数为I，求磁感应强度B的大小.导示：开关S闭合后，导电液体中有电流由C流2 . （ 07广东茂名模考）如图所示，用两条一样的弹簧秤吊着一根铜棒，铜棒所在的虚线框范
12、围内有 垂直纸面的匀强磁场，棒中通入自左向右的电流。 当棒静止时，弹簧秤示数为R ;若将棒中电流反向， 当棒静止时，弹簧秤的示数为 F2,且F2 R，根据 上面所给的信息，可以确定（）A .磁场的方向B .磁感应强度的大小C.安培力的大小D .铜棒的重力3 . （ 07南京二模）如图所示，用三条细线悬挂的水 平圆形线圈共有n匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5g的导 /向D，根据左手定则可知导电液体要受到向右的安培力F的作用，在液体中产生附加压强 p,这样a、b管中液面将岀现高度差.设液体中产生附加压强线绕制而成，三条细线呈对称分布， 稳定时线圈平面水平，在线圈正下 方放有一个圆柱形条形
13、磁铁，磁铁 的中轴线00垂直于线圈平面且通 过其圆心0,测得线圈的导线所在 处磁感应强度大小为 0.5T，方向与此类问题的特点是题干长F _ gli.为pU：，九 m ； 八所以磁感应强度月的大小为：解答竖直线成30。角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为（）A . 0.1AB . 0.2 AC. 0.05AD. 0.01A 4 . （ 07海南卷）据报道，最近已研制岀一种可投入 使用的电磁轨道炮，其原理如图所示。炮弹（可视为长方形导体）置于两固定的平行导轨之间，并与 轨道壁密接。开始时炮弹在导轨的一端，通以电流 后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出 口高速射岀。设两导轨之间的距离w = 0.10m,导轨长l = 5.0m，炮弹质量 m=0.30kg。导轨上的 电流I的方向如图中箭头所示。可以认为，炮弹在 轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为 B = 2.0T，方向垂直于纸面向里。 若炮弹出口速度 为v =2.0 103m/s，求通过导轨的电流I。忽略 摩擦力与重力的影响。参考答案1 . B 2 . A C D3. A4. I 76105 A
