202234《磁场对通电导线的作用力》学案全集1（人教版选修31）doc高中物理.docx

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3.3磁场对通电导线的作用力
【学习目标】
（一）知识与技能
1、知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断----左手定则。知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题.
2、会用安培力公式F=BIL解答有关问题.知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL.
3、了解磁电式电流表的内部构造的原理。
（二）过程与方法
通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算。培养学生的间想像能力。
（三）情感态度与价值观
使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系。
【自主学习】
想一想：磁场对电流间的作用力（安培力）是通过磁场实现的，此力的大小和方向是怎样的呢？
填一填：安培力的方向可用左手定则来判断，具体如下：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，且与都手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向，此时拇指所指的方向就是通电导线所受到的安培力的方向。
填一填：安培力的大小：F=，为磁场方向与导线方向的夹角，当时，安培力F=0，当时，安培力F=。
做一做：磁电式就是利用了通电线圈受到磁铁的安培力而带动指针的偏转而做成的，故可通过线圈偏转的角度来判断通过电表的电流大小，通过指针的偏转方向判断通过电表的电流方向；由于磁电式仪表的灵敏高，所以可以测出很弱的电流，由于线圈的导线很细，所以允许通过的电流很小，在测量较大电流时就需要对电表进行改装。
点一点：由于电流周围也存在着磁场，通电导线间的安培力的方向如何判断呢？
议一议：电流是由电荷的定向移动而形成的，那么形成电流的运动电何是否也会受到磁场的作用力？
【典例剖析】
例1如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流（）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
解析根据蹄形磁铁磁感线分布和左手定则可判断A端受垂直纸面向里的安培力，B端受垂直纸面向外的安培力，故导线逆时针转动；假设导线自图示位置转过90°，由左手定则可知，导线AB受竖直向下安培力作用；导线下降，故导线在逆时针转动的同时向下运动，
所以本题答案应选C。
例2如图所示，倾角为的光滑斜面上，有一长为L，质量为m的通电导线，导线中的电流强度为I，电流方向垂直纸面向外．在图中加一匀强磁场，可使导线平衡，试求：最小的磁感应强度B是多少？方向如何？
解析导体棒受重力、支持力和安培力作用而平衡，由力学知识可知，当第三个力（安培力）F与垂直时，F有最小值，如图，即安培力方向平行于斜面向上，又因为当导体棒与磁感应强度垂直时，安培力最大，故本题所求最小磁感应强度，方向为垂直斜面向下．
【课堂训练】
图1
1、如图1所示，一位于xy平面内的矩形通电线圈，只能绕ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图．当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来：（）
A．方向沿x轴的恒定磁场
B．方向沿y轴的恒定磁场
C．方向沿z轴的恒定磁场
D．方向沿z轴的变化磁场
2、如图2所示，一根长为L的细铝棒用两个倔强系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短Δy;若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长Δy,则磁感应强度B值为（）
图2
A.kΔy/IL B.2kΔy/IL
C.kIL/Δy D.2IL/kΔy
3、在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20cm，通电电流I＝0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则P处磁感应强度为()
A.零 B.10T，方向竖直向上
C.0.1T，方向竖直向上 D.10T，方向肯定不沿竖直向上
图4
4、倾角为α的光滑斜面上，放一根长L，质量为m的导体棒，通以如图4所示方向电流I，为使其静止在斜面上，可加一个强度、方向适当的匀强磁场，这磁场应该是()
垂直于斜面向上，B＝mgsinα/IL
B.垂直于斜面向下，B＝mgsinα/IL
竖直向下，B＝mgtgα/IL
D.水平向左，B＝mg/IL
图-5
5、一个可自由运动的轻线圈L1和一个固定的线圈L2互相垂直放置，且两个圆线圈的圆