高考物理3-4通电导线在磁场中受到的力同步检测新人教版选修3-1
第四节通电导线在磁场中受到的力
基础夯实
1．关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是( )
A．磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的
B．磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方向不一定与安培力方向垂直
C．磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直
D．磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直
答案：D
解析：电流放入磁场中，不管电流与磁场是否垂直，安培力均垂直磁场和电流所确定的平面，即安培力总是垂直磁场方向，安培力总是垂直电流方向．
2．(2011·乌鲁木齐高二检测)在赤道正上方某处有一条东西方向水平放置的长直导线，通有从东向西流动的电流，则此通电导线所受地磁场的作用力的方向是( ) A．竖直向上B．竖直向下
C．向南D．向北
答案：B
解析：赤道正上方地磁场的方向水平向北，由于电流方向沿水平方向由东向西．根据左手定则判知通电导线所受安培力方向应竖直向
下，故B对，A、C、D都错．
3.(2011·孝感高二检测)磁场中某区域的
磁感线如图所示，则( )
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B b
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a
C．同一通电导线放在a处受力一定比放在
b处受力大
D．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小
答案：B
4．在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是( )
答案：C
5．要想提高磁电式电流表的灵敏度，可采用的办法有( )
A ．增加线圈匝数
B ．增加永久性磁铁的磁感应强度
C ．增加线圈面积
D ．减小转轴处摩擦
答案：ABCD
解析：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管转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，线框两边所受的力始终跟线框面垂直．所以线框所受磁力矩在各位置时均为M ＝NISB .
当N 、S 、B 一定时，线框所受力矩与通入的电流强度成正比．
线框转动时，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矩外，还受到弹簧的反抗力矩，当两种力矩平衡时，线圈停在一定的位置上．电流越大，磁力矩越大，与它平衡的反抗力矩也应越大，于是线圈转角也越大．磁力矩M 1＝NISB ，反抗力矩M 2＝k θ，当M 1＝M 2时，线圈停于某一位置，此时线圈偏转角度θ＝NSB k
·I .可见，转角θ与k 、N 、B 、S 、I 有关．
可见，电流表灵敏度将随着线圈匝数N 、线圈面积S 及磁感应强度B 的增大而提高，随着螺旋弹簧扭转系数k (即转过1°所需外力矩的大小)的增大而降低．另外，减小摩擦也有利于灵敏度的提高，故选项A 、B 、C 、D 都正确．
6．(2011·长沙高二检测)已知质量为m 的通电细杆ab 与导轨间的摩擦系数为μ，有电流时，ab 恰好在导轨上静止，如图所示，下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方
向，其中能使杆ab 与导轨之间摩擦力为零的图是
( )
答案：AB
解析：用左手定则判断各图中导电细杆的受力方向，再判断通电细杆所受的合力．7．如图所示，接通开关时，观察到金属棒动起来这说明________，断开开关后，将滑动变阻器的滑动片向左滑动一段距离后，再接通开关时你观察到________；这种现象说明
________．
答案：通电导线在磁场中受到力的作用；金属棒摆动的角度更大些；电流越强，导线受到的安培力越大
8.如图所示，在磁感应强度B＝1T的匀强磁场中，用两
在金属杆中通以稳恒电流，使悬线受的拉力为零．
(1)求金属杆中电流的大小和方向；
(2)若每根悬线所受的拉力为0.1N，求金属杆中的电流
的大小和方向(g＝10m/s2)．
答案：(1)0.5A，方向水平向右(2)1.5A，方向水平向
左
解析：(1)因为悬线受的拉力为零，所受安培力方向向上
F安＝BIL＝mg
解得：I＝0.5A，方向水平向右．
(2)金属导线在重力mg、悬挂拉力2F和安培力BIL的作用下平衡，
所以有：mg＋BIL＝2F
解得：I＝1.5A，方向水平向左．
能力提升
1．画出图中通电直导线A受到的安培力的方向．
答案：
2．在下图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小为f a、f b，可判断这两段导线( )
A．相互吸引，f a>f b B．相互排斥，f a>f b
C．相互吸引，f a 答案：D 解析：无论开关置于a还是置于b，两导线中通过的都是反向电流，相互间作用力为斥力，A、C错误．开关置于位置b时电路中电流较大，导线间相互作用力也较大，故D正确． 3.在稀硫酸溶液中有一浮子，它的上部是一轻金 属环，下部是分开的铜片和锌片．一开始金属环如图 示放置，松开浮子后，则( ) A ．浮子一直保持静止不动 B ．浮子将不停地转动 C ．浮子将转过90°后再保持静止 D ．浮子将转过180°后再保持静止 答案：A 解析：该装置为一化学电池，铜片为电池正极．弯 曲金属环中电流由铜片流向锌片．图示位置电流环平 面与地磁场方向垂直，受磁力矩为零．所以浮子不会转动．利用等效方法将环形电流看成小条形磁铁，其N 极指向与地磁场此处磁感线方向相同，电流环不会转动．在此位置处金属环属于稳定平衡态． 4.(2010·哈尔滨高二检测)如图所示，一 条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定 一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以由 外向内的电流时磁铁仍然保持静止，则( ) A ．磁铁受到向左的摩擦力，对桌面的压力减小 B ．磁铁受到向右的摩擦力，对桌面的压力减小 C ．磁铁受到向左的摩擦力，对桌面的压力增大 D ．磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变 答案：A 解析：由左手定则可判知导体棒受到磁铁给它斜向左下方的安培力，根据牛顿第三定律得到磁铁受到斜向右上方的作用力，所以A 选项正确． 5．(2011·嘉积中学高二质检)如图所示，磁极间存 在水平磁场，磁感应强度B 为0.4T.水平放置的导线AC 与磁场方向垂直，导线每米长度的重力为1N.导线恰好 悬在空中平衡，则导线中的电流方向是________；电流 大小为________A. 答案：由C 到A 2.5 解析：导线所受安培力竖直向上，且有mg ＝BIL ，I ＝ mg BL ＝2.5A ，由左手定则可知，电流方向是由C 到A . 6．地球是个大磁体，在赤道上，地磁场可以看成是沿南北 方向的匀强磁场．如果赤道某处的磁感应强度大小为0.5×10－4 T ，在赤道上有一根东西方向的直导线，长为20m ，载有从东往西的电流30A.则地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？ 答案：3.0×10－2N ；方向垂直指向地面． 解析：地磁场的磁感应强度为0.5×10－4T ，方向由南向北；导线垂直于地磁场放置，长度为20m ，载有电流30A ，则其所受安培力 F ＝BIL ＝0.5×10－4×30×20N＝3.0×10－2N 根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向垂直指向地面． 7.如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为 0.4m ，质量为6×10－2 kg 的通电直导线，电流I ＝1A ，方向 垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装 置放在磁感应强度每秒增加0.4T ，方向竖直向上的磁场中， 设t ＝0，B ＝0，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？ (g 取10m/s 2) 答案：5s 解析：斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示． 由平衡条件F T cos37°＝F ① F T sin37°＝mg ② 由①②解得：F ＝mg tan37° 代入数值得：F ＝0.8N 由F ＝BIL 得：B ＝F IL ＝0.81×0.4 T ＝2T. B 与t 的变化关系为B ＝0.4t . 所以：t ＝5s ！ 《新课标》高二物理（人教版）第二章磁场 第四讲通电导线在磁场中受到的力（一） 1．磁场对电流的作用力，称为安培力．安培力方向的判定用左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． 2．通电导线在磁场中所受安培力的大小与磁感应强度大小、电流大小、导线长度、 以及电流I与B的夹角有关，当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与磁感 线方向垂直时，所受的安培力最大F＝ILB 。当通电导线与磁感线不垂直时，如 图所示，电流方向与磁感线方向成θ角，通电导线所受的安培力为F＝IBLsin_θ。 ) 当通电导线与磁感线平行时，所受安培力为0 。 3．磁电式电流表：主要构件有蹄形磁铁、圆柱形铁芯、铝框、线圈、转轴、螺旋弹簧、指针、接线柱．其工作原理为：当电流通过线圈时，导线受到安培力的作用．由左手定则可以判断，线圈左右两边所受的安培力方向相反，所以架在轴上的线圈就要转动．线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就越大，线圈偏转的角度越大，所以从线圈偏转的角度就能判断通过的电流大小；线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随之改变，指针的偏转方向也随之改变． 1．画出图中导线棒ab所受的磁场力方向 图3 答案ab棒所受的磁场力方向如下图所示． ： 2．将长度为20 cm，通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度大小为1 T，试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向． 解析：由左手定则和安培力的计算公式得：(1)因导线与磁感线平行，所以导线所受安培力为零；(2)由左手定则知：安培力方向垂直导线水平向右，大小F2＝BIL＝1×× N＝ N；(3)安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上，大小F3＝BIL＝ N. 3．把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是 ( D ) A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同 ( B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直 C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直 D．安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直 4．关于通电导线所受安培力F的方向，磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是 ( B ) 《电工技术基础与技能》复习题 5．磁场和磁路 一、选择题： 1．判断通电导线或通电线圈产生磁场的方向用（ ） A ．左手定则 B ．右手定则 C ．右手螺旋定则 D ．楞次定律 2．判断磁场对通电导线的作用力的方向用（ ） A ．左手定则 B ．右手定则 C ．右手螺旋定则 D ．安培定则 3．如图所示，两个完全一样的环形线圈相互垂直放置，它们的圆心位于共同点O ，当通以相同大小的电流时，O 点处的磁感应强度与一个线圈单独产生的磁感应强度之比是（ ） A ．2：1 B ．1：1 C ．2：1 D ．1：2 4．铁、钴、镍及其合金的相对磁导率是（ ） A ．略小于1 B ．略大于1 C ．等于1 D ．远大于1 5．如图所示，直线电流与通电矩形线圈同在纸面内，线框所受磁场力的方向为（ ） A ．垂直向上 B ．垂直向下 C ．水平向左 D ．水平向右 6．如图所示，处在磁场中的载流导线，受到的磁场力的方向应为（ ） A ．垂直向上 B ．垂直向下 C ．水平向左 D ．水平向右 选择题3题 选择题5题 选择题6题 7．在匀强磁场中，原来载流导线所受的磁场力为F ，若电流增加到原来的两倍，而导线的长度减少一半，这时载流导线所受的磁场力为（ ） A ．F B ．2 F C ．F 2 D ．F 4 8．如果线圈的形状、匝数和流过它的电流不变，只改变线圈中的媒质，则线圈内（ ） A ．磁场强度不变，而磁感应强度变化； B ．磁场强度变化，而磁感应强度不变； C ．磁场强度和磁感应强度均不变化； D ．磁场强度和磁感应强度均要改变。 9．下列说法正确的是（ ） A ．一段通电导线，在磁场某处受的磁场力大，则该处的磁感应强度就大； B ．磁感线越密处，磁感应强度越大； C ．通电导线在磁场中受到的力为零，则该处磁感应强度为零； D ．在磁感应强度为B 的匀强磁场中，放入一面积为S 的线圈，则通过该线圈的磁通 一定为Φ=BS 10．两条导线互相垂直，但相隔一个小的距离，其中一条AB 是固定的，另一条CD 可以自由活动，如右图所示，当按图所示方向给两条导线通入电 流，则导线CD 将（ ） A ．顺时针方向转动，同时靠近导线A B B ．逆时针方向转动，同时靠近导线AB C ．顺时针方向转动，同时离开导线AB D ．逆时针方向转动，同时离开导线AB 11．若一通电直导线在匀强磁场中受到的磁场力为最大，这时 通电直导线与磁感线的夹角为（ ）。 A ．0° B ．90° C ．30° D ．30° 二、填空题： 1．磁场和电场一样，是一种 ，具有 和 的性质。 2．磁感线的方向：在磁体外部由 指向 ；在磁体内部由 指向 。 3．如果在磁场中每一点的磁感应强度大小 ，方向 ，这种磁场叫做匀强磁场。 4．描述磁场的四个物理量是 、 、 、 ；它们的符号分别为 、 、 、 ；它们的国际单位分别是： 、 、 、 。 5．磁极间相互作用的规律是同名磁极相互 ，异名磁极相互 。 6．载流导线与磁场平行时，导线所受的磁场力为 ；载流导线与磁场垂直时，导线所受的磁场力为 。 7．如果环形线圈的匝数和流过它的电流不变，只改变线圈中的媒质，则线圈内磁场强度将 ，而磁感应强度将 。 8．两根相互平行的直导线中通以相反方向的电流时，它们 ；若通以相同方向的电流，则 。 三、是非题： 1．磁体上的两个极，一个称为N 极，另一个称为S 极，若把磁体截成两段，则一段为N 极，另一段为S 极。（ ） 2．磁感应强度是矢量，但磁场强度是标量，这是两者之间的根本区别。（ ） 3．通电导体周围的磁感应强度只决定于电流的大小和导体的形状，而与媒介质的性质无关。（ ） 典例1：磁场对通电导线的作用力 典例1：考察概念。下列关于通电直导线在磁场中受磁场力的说法中，正确的是[ ] A．导线所受磁场力的大小只跟磁场的强弱和电流的强弱有关 B．导线所受磁场力的方向可以用左手定则来判定 C．导线所受磁场力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系 D．如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度一定为零 E安培力的方向可以不垂直于直导线 F安培力的方向总是垂直于磁场的方向 G．安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关 H．将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 典例2：关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是 A. F、B、I三者必须保持相互垂直 B. F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直 C. B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 D. I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直 典例3：下列各图中，表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关系，其中正确的是（） A. B. C. D. E. F G H 典例4：如图所示．一边长为L底边，BC的电阻R，是两腰AB、AC的电阻RAB、RAC 的两倍（RBC=2RAB=2RAC）的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。若通以图示方向的电流．且已知从B端流人的总电流强度为I，则金属框受到的总磁场力的大小为 A．0 B．BIL C． D．2 BIL 易错训练：如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，匀强磁场的磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为（） A．F=BId B．F=BIdsinθC．F=BId/sinθ D ．F=BIdcosθ 二、安培力作用下的运动 常用方法：等效法、电流元法1、特殊值法2、推论法、转换研究对象法 典例1：如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd（ab、cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方 第4节通电导线在磁场中受到的力 1.磁场对通电导线的作用力称为安培力，安培力的方向由左手定 则判定。 2．安培力的大小为：F＝ILB，当磁感应强度与导线方向成θ角 时，F＝ILB sin θ。 3．磁电式电流表的工作原理利用了安培力与电流的关系，所测电 流越大时，电流表指针偏转角度越大，根据指针偏转的方向可知 电流的方向。 一、安培力的方向 1．安培力：通电导线在磁场中受的力。 2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面。 二、安培力的大小 1．垂直于磁场B放置、长为L的通电导线，当通过的电流为I时，所受安培力为F＝ILB。 2．当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，公式F＝ILB sin_θ。 三、磁电式电流表 1．原理 安培力与电流的关系。 2．构造 磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、软铁、极靴。如图所示。 3．特点 两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，使线圈平面都与磁场方向平行，从而使表盘刻度均匀。 4．工作原理 如图所示是线圈在磁场中受力的示意图。当电流通过线圈时， 导线受到安培力的作用，由左手定则知，线圈左右两边所受的安培 力的方向相反，于是架在轴上的线圈就要转动，通过转轴收紧螺旋 弹簧使其变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。 5．优缺点 优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。 1．自主思考——判一判 (1)安培力的方向与磁感应强度的方向相同。(×) (2)安培力的方向与磁感应强度的方向垂直。(√) (3)应用左手定则时，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向。(√) (4)通电导线在磁场中不一定受安培力。(√) (5)一通电导线放在磁场中某处不受安培力，该处的磁感应强度不一定是零。(√) (6)若磁场一定，导线的长度和电流也一定的情况下，导线平行于磁场时，安培力最大，垂直于磁场时，安培力最小。(×) 2．合作探究——议一议 (1)如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用， 在什么情况下两条直导线相互吸引，什么情况下两条直导线相互排斥？ 提示：每一条通电直导线均处在另一直导线电流产生的磁场中，根据 安培定则可判断出直线电流产生的磁场的方向，再根据左手定则可判断出 每一条通电直导线所受的安培力，由此可知，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。 (2)在磁场越强的地方通电导体受到的安培力一定越大吗？ 提示：不一定，通电导体受安培力的大小与B、I、L及θ有关，当θ＝0°(B∥I)时，无 3.4通电导线在磁场中受到的力导学案 班级姓名 学习目标 1.探究安培力方向与哪些因素有关。 2.会用左手定则判断安培力的方向。 3.能够计算匀强磁场中安培力的大小。 4.了解磁电式电流表的基本构造及基本原理。 一知识体系梳理 1.安培力的方向 (1)安培力:通电导线在磁场中受到的力称为安培力。 (2)左手定则:伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 2.安培力的大小 (1)当导线与磁场方向垂直时:F=ILB。 (2)当导线与磁场方向平行时:F=0。 (3)当导线与磁场方向的夹角为θ时:F=LB sin θ。 3.磁电式电流表 (1)原理:安培力与电流的关系。 (2)构造:磁铁、线圈、极靴、螺旋弹簧、软铁和指针。 (3)优缺点:磁电式电流表的优点是灵敏度高;缺点是允许通过的电流很小。 (4)刻度:线圈无论转到什么位置,它的平面都跟磁感线平行,所以表盘的刻度是均匀的。 二重点难点探究 主题1:探究影响安培力方向的因素(重点探究) 阅读本节教材中“安培力的方向”标题下面的内容,按照第一节教材中图3.1-3(通电导线与磁体通过磁场发生相互作用)所示进行演示实验,回答下列问题。 (1)在探究安培力的方向与电流方向、磁场方向的关系时,能否同时改变二者的方向? (2)试探讨安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系。 主题2:电流之间的安培力 (1)电流之间通过什么发生相互作用? (2)以如图所示的两根直导线为例,分析如何判断电流之间安培力的方向。 主题3:安培力的大小(重点探究) 阅读教材中“安培力的大小”标题下面的内容,回答下列问题。 (1)通电导线如果在磁场中不受安培力作用,能否说明该处磁感应强度为零? (2)当通电导线与磁场方向既不垂直也不平行时,所受安培力如何计算? (3)磁场越强,放入磁场中的通电导线所受安培力一定越大吗? 主题4:磁电式电流表 (1)N、S两块磁极之间的磁场是匀强磁场吗? (2)磁电式电流表的工作原理是什么? 通电导线在磁场中受到的力 【教材分析】 安培力的方向和大小是本节重点，弄清安培力、电流、磁感应强度三者的空间关系是本节难点。安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向度垂直，但电流方向与磁感应强度方向可以任意角度；当电流方向与磁感应强度方向垂直时，安培力最大。对此学生常常混淆。另外，空间想象能力对本节的学习至关重要。要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图、俯视图、剖面图，需要一定量的训练巩固。 【教学目标】 (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。培养学生的空间想象能力。 (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。 教学重点难点 重点：安培力的方向确定和大小的计算。 难点：左手定则的运用(尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用)。 教学用具 磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。 【设计思想】 整节课主要采用布鲁纳倡导的“发现法”，结合实验探究总结磁场对通电导线作用力的规律，把规律的得出过程和方法放在首位，把学生的情感价值体验放在重要位置。总体教学布局如下表： 第 1 页第1节磁场中的通电导线 知识脉络 1.知道左手定则，会用左手定则判断安培力的方向．(重点、难点) 2.知道影响安培力大小的因素会用公式F＝BIL进行安培力的简单计算．(重点) 3.了解线圈在磁场中的运动情况，知道电动机的工作原理．(重点) 安培力方向的判定 [先填空] 1．定义：通电导线在磁场中受到的作用力． 2．方向：用左手定则判断 左手定则：伸开左手，四指与拇指在同一平面内并相互垂直，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则拇指所指的方向就是安培力的方向．[再判断] 1．当通电直导线垂直于磁感应强度方向时，安培力的方向和磁感应强度方向相同．(×) 2．已知磁场方向和电流方向判定安培力的方向用左手，若已知磁场方向和安培力的方向，判定电流的方向用右手．(×) 3．只要电流的方向不与磁场平行，电流就会受到安培力．(√) [后思考] 安培力的方向与通电直导线方向、磁感应强度的方向有什么关系？ 【提示】与导线方向、磁感应强度方向都垂直． 第 2 页1．安培力的方向既与磁场方向垂直．又与电流方向垂直．但磁场方向与电流方向不一定垂直，由此可知安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面． 2．当磁场方向、电流方向、安培力方向两两垂直时，只要已知其中任意两个方向，就可以判断第三者的方向． 3．当不能确定磁场方向和电流方向垂直时，若已知磁场方向(或电流方向)与安培力的方向，电流方向(或磁场方向)不唯一． 1．下列图示为通电直导线置于匀强磁场中的不同方式，其中导线能受到安培力作用的是() 【解析】由于B、D所示的电流方向与磁场方向平行故不受安培力，A、C所示电流方向与磁场方向垂直，受安培力作用，A、C正确． 【答案】AC 通电导线在磁场中受到的力的计算(专题) 1．(2011年厦门一中高二检测)如图所示，在同一水平面上的两根导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为3.6 kg ，有效长度为2 m 的金属棒放在导轨上．当金属棒中的电流为5 A 时，金属棒做匀速直线运动；当金属棒中的电流增加到8 A 时，金属棒的加速度为2 m/s 2，求磁场的磁感应强度的大小． 解析：棒匀速动动，有：BI 1l ＝μ mg ① 棒匀加速运动时，有：BI 2l －μ mg ＝ma ② 联立①、②解得B ＝ma (I 2－I 1)l ＝1.2 T. 答案：1.2 T 2(2011年苏州高二检测)如图3－4－24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 解析：选D.先用安培定则判断螺线管的磁场方向，在A 点导线处的磁场方向是水平向左的；再用左手定则判断出导线A 受到的安培力竖直向上．故选 D. 3.如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L 、质量为m 的直导体棒，在导体棒中的电流I 垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向正确的是( ) A ． B ＝mg sin αIL ，方向垂直斜面向上 B ．B ＝mg sin αIL ，方向垂直斜面向下 C ．B ＝mg cos αIL ，方向垂直斜面向下 D ．B ＝mg cos αIL ，方向垂直斜面向上 解析：选A.由左https://www.360docs.net/doc/905252196.html, 手定则可知，若要使安培力和物体受到的重力和支持力平衡，磁场的方向应垂直于斜面 向上，由平衡条件列方程得： mg sin α＝ILB ， 解得B ＝mg sin αIL ，故选A. 4．如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m ．质量为6×10－2 kg 的通电直 导线，电流I ＝1 A ，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T ，方向竖直向上的磁场中，设t ＝0，B ＝0，则需要多长时间斜 通电导线在磁场中受到的力 1. 安培力 通电导线在磁场中受到的力称为安培力。 2.安培力方向的判定 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 手定则来判定，如图1所示，伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并 且都和手掌在一个平面内，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场 中所受安培力的方向。 注意：（1）在磁场中无论怎样形成的电流，只要属于电流在磁场中受安培力 的问题，左手定则同样适用； （2）左手定则判定的是磁场对电流作用力的方向，而不一定是载流导体运动的方向，载流导体是否运动，要根据它所处的具体情况而定。例如两端固定的载流导体，即使受到安培力的作用，它也不能运动。 应用：由于左手定则是解决安培力、磁场和电流三者之间方向关系的方法，因此使用左手定则时首先判定哪两个量的方向是已知的，然后用左手定则确定另一量的方向。 3.安培力的大小 1.当长为L 的直导线，垂直于磁场B 放置，通过的电流为I 时，此时通电导线受到的安培力最大且F =BIL 。 2.当磁感应强度B 的方向与通电导线平行时，导线受力为零。 3.当磁感应强度B 的方向与通电导线方向成θ角时，如图2所示，可以将 磁感应强度B 沿导线方向和垂直导线方向正交分解，垂直导线方向的分量θsin B B =⊥，沿导线方向的分量θcos //B B =，而沿导线方向的分量B ∥ 对电流是没有作用的，所以导线所受的安培力F ＝ILB ⊥＝ILB sin θ，即 θsin ILB F =。 注意：（1）B 对放入的通电导线来说是外磁场的感应强度。 （2）导线L 所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式θsin ILB F =仅适用于很短的通电导线（我们可以把这样的直线电流称为电流元） 本知识点中易错题 例 ：如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上 方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直。给导线通以垂直纸面向里的 电流，用F N 表示磁铁对桌面的压力，用f 表示桌面对磁铁的摩擦力， 导线通电后与通电前相比较（ ） A ．F N 减小，f =0 B ．F N 减小，f ≠0 C ．F N 增大，f =0 D ．F N 增大，f ≠0 解析：由于直接对磁铁进行受力分析较为复杂，可以选取导线作为研究对象，先分析直线电流受到条形磁铁的作用力。 再根据牛顿第三定律判断电流对磁铁的作 图1 图2 图4 图3 第1节 磁场中的通电导线 1.知道通电导线在磁场中受到的作用力称为安培力． 2.知道影响安培力大小和方向的因素．知道左手定则和安培力大小的计算公式．能用左手定则判断安培力的方向，能计算在匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时安培力的大小．(重点＋难点) 3.了解线圈在磁场中的运动情况，以及磁电式仪表的工作原理和电动机的工作原理． 一、会动的导线 1．安培力定义：通电导线在磁场中受到的作用力称为安培力． 2．安培力方向：可以用左手定则来判定，伸开左手，四指与拇指在同一平面内并相互垂直，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则拇指所指的方向就是安培力的方向． 3．安培力的大小 (1)实验表明，如图所示．通电导线所受的安培力大小与磁感应强度、电流大小以及磁场中垂直磁场方向导线的长度有关． (2)进一步实验研究表明：在匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时，安培力的大小等于电流、磁感应强度和导线长度的乘积． (3)公式表达：F ＝BIl ． (4)从安培力的角度给出磁感应强度的定义：B ＝F Il ． 有人根据公式B ＝F Il 认为“磁感应强度B 与F 成正比，与Il 成反比”这种观点对吗？ 提示：不对．某点的磁感应强度由磁场本身决定．公式B ＝F Il 只是反映了数值关系. 4.两根通电导线之间的相互作用力：两同向电流间的安培力是吸引力，两反向电流间的安培力是排斥力． 二、会动的线圈 1．通电线圈在磁场中会转动：线圈与磁场平行放置，当线圈通有电流时，与磁场垂直的两个边会受到安培力作用，根据左手定则判断知，两个力方向相反，使线圈绕中心轴转动．2．如图所示，磁电式电流计就是根据这一原理制成的．第一个磁电式电流计是安培制作的，由此实现了电流的定量测量． 三、揭开电动机旋转的奥秘 线圈要不间断地转下去，在转过与磁场方向垂直的位置后，就要改变线圈中的电流方向，能够改变电流方向的装置就是换向器，与电源相连接的金属片是电刷，如图所示． 电动机转动的部分(如线圈)叫转子，固定不动的部分(如永久磁铁和电动机的外壳)叫定子． 对安培力的理解和方向判断 安培力的方向既跟磁感应强度的方向垂直，又跟电流方向垂直．三个方向之间的关系可以用左手定则来判定：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿入手心，并使四指指向电流的方向，那么，拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向． 1．由左手定则可判定F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直，即安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面．在判断时，首先确定磁场与电流所决定的平面，从而判断出安培力的方向． 2．若已知B、I方向，安培力的方向唯一确定；但若已知B(或I)与安培力的方向，I(或B)的方向不唯一． 3．注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系．安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行． 命题视角1对安培力F＝BIL的理解 在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，为研究安培力与电流大小的关系，实验时应保持不变的物理量是() A．只有电流 B．只有磁感应强度 C．只有导线在磁场中的长度 D．磁感应强度和导线在磁场中的长度 通电导线在磁场中受力的典型例题(练习版) 典例1：磁场对通电导线的作用力 典例1：考察概念。下列关于通电直导线在磁场中受磁场力的说法中，正确的是[ ] A．导线所受磁场力的大小只跟磁场的强弱和电流的强弱有关 B．导线所受磁场力的方向可以用左手定则来判定 C．导线所受磁场力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系 D．如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度一定为零 E安培力的方向可以不垂直于直导线 F安培力的方向总是垂直于磁场的方向 G．安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关 H．将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 典例2：关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是 A. F、B、I三者必须保持相互垂直 B. F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直 C. B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 D. I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直 典例3：下列各图中，表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关系，其中正确的是（） A. B. C. D. E. F G H 典例4：如图所示．一边长为L底边，BC的电阻R，是两腰AB、AC的电阻RAB、RAC的两倍（RBC=2RAB=2RAC）的正三角形金属框放置在磁感应强度为B的匀强磁场中。若通以图示方向的电流．且已知从B端流人的总电流强度为I，则金属框受到的总磁场力的大小为 A．0B．BIL C．D．2 BIL 易错训练：如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，匀强磁场的磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为（） A．F=BId B．F=BIdsinθ C．F=BId/sinθ D ．F=BIdcosθ 二、安培力作用下的运动 常用方法：等效法、电流元法1、特殊值法2、推论法、转换研究对象法 典例1：如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直导线ab、cd（ab、cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线P．当P中通以方向向外的电流时 典例1图典例2图 A．导线框将向左摆动 B．导线框将向右摆动 C．从上往下看，导线框将顺时针转动 D．从上往下看，导线框将逆时针转动 典例2：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I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 典例3：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，ad边与MN平行，若直导线中的顺时针的电流，关于MN的磁 一、教学目标： 1、知识与能力： （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θ时，安培力F=BILsinθ。 （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。 2、过程与方法： （1）通过学生自己探索磁场对电流作用的实验，培养学生总结归纳物理规律的能力。 （2）通过左手定则的学习，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力。 （3）通过学习电流表的原理，学会将所学的知识应用到实际问题中，培养学生解决实际问题的能力。 3、情感与价值观： （1）通过对安培定则的学习，使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力还需要严谨细致的科学态度。 （2）通过演示实验及电流表原理的学习，培养学生分析问题、解决问题的能力。 二、教材分析： 关于安培力这一重要内容，需要强调： 电流方向与磁场方向平行时，安培力具有最小值；电流方向与磁场方向垂直时，安培力具有最大值，其方向可用左手定则判断。 三、重点、难点及解决办法 1、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，掌握电流与磁场夹角为θ时，安培力大小为F=BILsinθ。 2、难点：对左手定则的理解及其实际应用 3、解决方法 以学生实验为突破口，引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素；反复地借助实验来理解左手定则，建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景。 四、课时安排 1课时 五、教具学具准备 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 通电导线在磁场中受到的力 一、教学目标： 1、知识与能力： （1）观察安培力方向和哪些因素有关的实验，记录实验现象并得出相关结论。知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断安培力的方向 （2）推导匀强磁场中安培力表达式，计算匀强磁场中安培力的大小 （3）知道磁电式电表的基本结构以及运用它测量电流大小和方向的基本原理 2、过程与方法： （1) 通过左手定则的学习，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力。 （2) 通过学习电流表的原理，学会将所学的知识应用到实际问题中，培养学生解决实际问题的能力。 3、情感与价值观： （1）通过对安培定则的学习，使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力还需要严谨细致的科学态度。 （2）对安培力的方向学习过程中培养学生的空间思维能力。 二、教材分析： 关于安培力这一重要内容，需要强调： 电流方向与磁场方向平行时，安培力具有最小值；电流方向与磁场方向垂直 时，安培力具有最大值，其方向可用左手定则判断。 三、重点、难点及解决办法 （1）安培力的大小和方向是本节重点 （2）弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系式本节难点 解决方法 以学生实验为突破口，引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素；反复地借助实验来理解左手定则，建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景。 四、课时安排 1课时 五、教具学具准备 铁架台、蹄形磁铁、线圈、电键，电源，导线数条，磁电式 电流表 六、师生互动活动设计 1、教师引导学生进行实验，并引导学生分析、讨论磁场方向、电流方向及安培力方向之间的关系，总结出左手定则 2、引导学生思考讨论B与L方向成θ角时，此时安培力的大小 3、引导学生运用学过的知识分析电流表的工作原理。 七、教学步骤 1、引入： 【视频导入】大家观看视频，生活中的常见工具，电车、电动机床等，它们的内部都有电动机，电动机的运转都是因为安培力的作用。 【教师】在前面的学习中我们已知道，磁场对通电导线有力的作用，这个力就是安培力。这节课就来学习安培力。 2、安培力的方向： 【教师演示】通电导线在磁场中受到的力 演示实验时，应注意一下两个问题： ①改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。 ②改变磁场方向，观察受力方向是否改变。 【学生归纳总结】安培力的方向既跟磁场方向有关，又跟电流方向有关 【教师小结】 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直， 并且都与手掌在同一个平面内。让磁感线从掌心进入，并使 四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在 磁场中所受安培力的方向。 从上面的演示我们知道，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。 4、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。 磁电式电流表中磁铁与铁心之间是均匀 辐向磁场，所谓均匀辐向分布，就是所有磁感 电流产生的磁场 一、通电导线周围存在磁场 【做做想想】 器材：干电池两节，橡胶外皮导线2米，小磁针一个。 1．将小磁针放在桌面上，一名同学将一段通电直导线放在小磁针平行的上方，高出约2－3厘米（如图a 所示）。此时小磁针（静止）的方向是指向 。 2．另一名同学将导线与电源触接，小磁针 （发生/没有）偏转。 3．将通电导线的电流方向改变，再一次触接，观察小磁针的变化情况。 小磁针偏转的方向 （不变/ 改变）。 4．将导线放在小磁针的下方，重复以上实验。 以上现象说明：通电导线周围 ，并且它的方向与 有关。 二、通电螺线管周围的磁场 【做做想想】 器材：干电池两～三节，橡胶外皮导线2米，小磁针一个， 不同材料做的圆柱体两个，导线若干，电键一个。 1．将导线按如图2所示方法紧密的绕在圆柱体上面，形成螺线管。 图2 2．小磁针放到螺线管的一端，待小磁针静止后，接通电源（触接），小磁针 （发生/没有）偏转。 3．再将小磁针放到螺线管的另一端，重复以上实验，小磁针 （发生/没有）偏转。 结论：通电螺线管的周围存在 ，并且螺线管两端的磁极是 （相同/不同的）。 用导线绕成一个螺线管，如图3所示，在玻璃板上 均匀地撒一层细铁屑。通电以后，轻敲玻璃板，观察玻璃板 上的铁屑所排列的图形，并与条形磁体的磁场比较。 图3 事实表明，通电螺线管周围的磁场与 周围的磁场十分相似。 图 4 图 5 图 6 图7 图8 试判断通电螺线管的磁极方向与电流方向的关系。 用导线绕成螺线管，按图4所示连成电路实验。 在图5中选择与你绕的螺线管相同的图，将电流方向和螺 线管的N 、S 极标出。试一试用肢体形象的将电流方向与 螺线管的N 、S 极方向联系在一起。 P35～37 电流产生的磁场 【练习】 1．判断图6中通电螺线管的N 、S 极（电键闭合）。 2．根据图7中通电螺线管的N 、S 极，将电源正确地填在电路中。 3． 根据图8中通电导线附近的小磁针的指向，画出导线中的电流方向。 （建平实验学校 廖宝民） 《通电导线在磁场中受到的力》教案 一．教学目标： （一）知识与技能 1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F = B I L sinθ。 2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。 （二）过程与方法 通过演示、分析、归纳、运用等方法使学生理解安培力的方向和大小的计算。培养学生的空间想象能力。 （三）情感、态度与价值观 通过推导一般情况下安培力的公式F = B I L sinθ，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．技术的两面性。 二．教学重点与难点： （一）教学重点：安培力的大小计算和方向的判定。 （二）教学难点：用左手定则判定安培力的方向。 三．教学过程： （一）复习旧知识： 磁感应强度的表达形式、安培定则的内容是什么。 （二）引入新课 通过第二节的学习，我们已经初步了解磁场对通电导线的作用 力。安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们 把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。通过给学生放电 磁炮图片、磁电式仪表让学生知道安培力随处可见，感受安培力 在我们生活中的重要作用。这节课我们对安培力作进一步的讨论。 （三）进行新课 1、安培力的方向 猜想：由F = B I L 猜想，F的方向可能和谁有关？ 学生答：可能与B和I 的方向有关 教师：如何设计实验去证明F的方向与B和I的方向有关？ 教师引导学生用“控制变量法”设计实验 在原有实验的基础上进行探究，学生思考讨论。 演示实验： （1）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向 现象：导体向相反的方向运动。 （2）改变电流的方向 现象：导体又向相反的方向运动。 教师引导学生分析得出结论： （1）安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。 （2）安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流 方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于 磁感线和通电导线所在的平面。 左手定则：通电直导线所受安培力的方向和磁 课题：§3.4通电导线在磁场中受到的力 组长评价： 教师评价： 编者：孟立霞 学习目标： 1.知道什么是安培力，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。 3.了解磁电式电流表的内部构造的原理。 学习重点：安培力的大小和方向。 学习难点：弄清安培力，磁感应强度，电流三者方向的空间关系。 导学案 使用说明：请用严谨认真的态度完成导学案中要求的内容，明确简洁的记录自己遇到的问题。 预习案（20分钟） 请认真阅读课本91-93页相关内容，完成以下问题。 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θ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。 探究案（30分钟） 1 安培力的方向 左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手 掌在同一个平面内，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方向，那么，拇指所指的方向，就是通 电导线在磁场中的受力方向，如图1。 请同学们伸出左手认真体会下面的问题，小组内讨论总结安培 力，磁感应强度，电流三者方向的空间关系。 图1 通电导线在磁场中受力的典型例题（练习版） 典例1 :磁场对通电导线的作用力 典例 1:考察概念。下列关于通电直导线在磁场中受磁场力的说法中，正确的是 [ ] A ?导线所受磁场力的大小只跟磁场的强弱和电流的强弱有关 B. 导线所受磁场力的方向可以用左手定则来判定 C. 导线所受磁场力的方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系 D. 如果导线受到的磁场力为零，导线所在处的磁感应强度一定为零 E 安培力的方向可以不垂直于直导线 F 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 G. 安培力的大小与通电导线和磁场方向的夹角无关 H. 将直导线从中折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 典例2 :关于通电导线所受安培力 F 的方向，磁场B 的方向和电流I 的方向之间的关 系，下列说法正确的是 A. F 、B 、I 三者必须保持相互垂直 B. F 必须垂直B 、I ,但B 、I 可以不相互垂直 C. B 必须垂直F 、I ,但F 、I 可以不相互垂直 D. I 必须垂直F 、B ,但F 、B 可以不相互垂直 典例3 :下列各图中， 系，其中正确的是( X X X X x x|^x X A. : B. 典例4:如图所示?一边长为 L 底边，BC 的电阻R ,是两腰AB 、AC 的电阻RAB 、 RAC 的两倍(RBC=2RAB=2RAC )的正三角形金属框放置在磁感应强度为 B 的匀强磁 l x . XF X X X X 表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关 C. D. 易错训练：如图所示，导线框中电流为I,导线框垂直于磁场放置，匀强磁场的磁感应 强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小为（） A. F=Bld B. F=Bldsin 0 C. F=Bld/sin 0 D . F=Bldcos 0 二、安培力作用下的运动 常用方法：等效法、电流元法1、特殊值法2、推论法、转换研究对象法 典例1图典例2图 典例1:如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和直 导线ab、cd （ab、cd在同一条水平直线上）连接而成的闭合回路，导线框中通有图示 方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置 一根长直导线P.当P中通以方向向外的电流时 B. 导线框将向右摆动 C. 从上往下看，导线框将顺时针转动 D. 从上往下看，导线框将逆时针转动 典例2 :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I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 典例3: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，ad 边与MN 平行，若直导线中的顺时针的电流，关于MN 的磁 场对线框的作用，下列叙述正确的是： 变式训练1图也，—P 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. 线框所受安培力合力向里 D. 线框所受安培力合力为零 变式训练1 :在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸 教学设计 3.4通电导线在磁场中受到的力 大庆四中高三年级物理组陈艳宝 2014年9月19日 3.4通电导线在磁场中受到的力 大庆四中陈艳宝 一、教材分析 安培力和下一节的洛伦兹力是本章的核心内容，这些知识不仅在学习《物理选修3-2》各章要用到，在工农业生产和高新科技发展中都有广泛的应用。安培力的方向和大小是本节的重点，弄清安培力，电流，磁感应强度三者的空间关系是本节的难点。安培力的方向一定与电流，磁感应强度的方向都垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意的角度，当电流的方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大。对此学生常常混淆。例如，在解决实际问题时，误以为安培力，电流，磁感应强度一定是两两垂直的等，另外，空间想象能力对本节的学习至关重要。要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图，俯视图和剖面图，需要一定的训练巩固。 二、教学目标 （一）知识与技能 1、会推导磁场中安培力的表达式，会计算磁场中安培力的大小。 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。 （二）过程与方法 通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。 （三）情感、态度与价值观 1、通过推导一般情况下安培力的公式F=ILBsinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。 2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。 三、教学的重点和难点 安培力的方向和大小是本节的重点，弄清安培力，电流，磁感应强度三者的空间关系是本节的难点。 四、教学方法：实验观察法、逻辑推理法、归纳总结法、讨论探究法、讲解法。 五、学情分析 学生通过前面的学习已经掌握了电流、磁感应强度的相关知识，已经知道通电导线在磁通电导线在磁场中受到的力练习题
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