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《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力》高一物理教案
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、會(huì)用左手定則來(lái)判斷安培力的方向，
2、通過(guò)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義得出安培力的計(jì)算公式，應(yīng)會(huì)用公式F=BIL解答有關(guān)問(wèn)題、
3、知道磁電式電流表的工作原理。
學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)用左手定則判定安培力方向;用安培力公式計(jì)算
學(xué)法指導(dǎo)自主、合作、探究
知識(shí)鏈接1.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式： 單位：
2.磁通量計(jì)算式： 單位：
3.磁通密度是指： 計(jì)算式為 。
學(xué)習(xí)過(guò)程用案人自我創(chuàng)新
【自主學(xué)習(xí)】
1、安培力的方向
(1)左手定則：伸開左手，使拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向 ，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受 。
(2)安培力的方向特點(diǎn)：盡管磁場(chǎng)與電流方向可以不垂直，但安培力肯總是直于電流方向、同時(shí)也垂直于磁場(chǎng)方向，即垂直于_____方向和_______方向所構(gòu)成的平面.
2、安培力的大�。�
(1)當(dāng)長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，垂直于磁場(chǎng)B放置，通過(guò)電流為I時(shí)，F(xiàn)= ，此時(shí)電流受力最 。
(2)當(dāng)磁場(chǎng)與電流平行時(shí)，安培力F= 。
(3)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與通電導(dǎo)線的方向成時(shí)，F(xiàn)=
說(shuō)明：以上是在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的計(jì)算公式，非勻強(qiáng)磁場(chǎng)可以看成是很多個(gè)大小、方向不同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的組合，通電導(dǎo)線在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中受到的安培力，是每一小段受到的安培力的合力.
3、磁電式電流表：
(1)用途： 。
(2)依據(jù)原理： 。
(3)構(gòu)造： 。
(4)優(yōu)缺點(diǎn)：
電流表的靈敏度很高，是指通過(guò)很小的電流時(shí)，指針就可以偏轉(zhuǎn)較大的角度。在使用電流表時(shí)，允許通過(guò)的電流一般都很小，使用時(shí)應(yīng)該特別注意。
【范例精析】
例1、試用電流的磁場(chǎng)及磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力的原理，證明通有同向電流的導(dǎo)線相互吸引，通有異向電流的導(dǎo)線相互推斥力.
解析：
例2、如圖3-4-3所示，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒AB靜止在水平導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為L(zhǎng)，已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，導(dǎo)體棒的電阻為R，其余接觸電阻不計(jì)，磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)體棒斜向上與水平面的夾角為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求軌道對(duì)導(dǎo)體棒的支持力和摩擦力.
解析：
拓展：本題是有關(guān)安培力的典型問(wèn)題，必須作好受力分析圖，原題給出的是立體圖是很難進(jìn)行受力分析，應(yīng)畫出投影圖，養(yǎng)成良好的受力習(xí)慣是能力培養(yǎng)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié).
達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.關(guān)于安培力的說(shuō)法中正確的是( )
A.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定受安培力的作用
B.安培力的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，與電流成正比，而與其他量無(wú)關(guān)
C.安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)和通電導(dǎo)線所構(gòu)成的平面
D.安培力的方向不一定垂直于通電直導(dǎo)線
2.下圖所示的四種情況，通電導(dǎo)體均置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其中通電導(dǎo)線不受安培力的是( )
3.如圖3-4-5所示，一根質(zhì)量為m的金屬棒AC用軟線懸掛在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通入AC方向的電流時(shí)，懸線張力不為零，欲使懸線張力為零，可以采用的辦法是( )
A、不改變電流和磁場(chǎng)方向，適當(dāng)增大電流
B、只改變電流方向，并適當(dāng)減小電流
C、不改變磁場(chǎng)和電流方向，適當(dāng)減小磁感強(qiáng)度
D、同時(shí)改變磁場(chǎng)方向，并適當(dāng)增大磁感強(qiáng)度
4.一根長(zhǎng)直導(dǎo)線穿過(guò)載流金屬環(huán)中心且垂直與金屬環(huán)的平面，導(dǎo)線和環(huán)中的電流方向如圖3-4-6所示，那么金屬環(huán)受的力：( )
A.等于零 B.沿著環(huán)半徑向外 C.向左 D.向右
5.如上左3圖所示，一位于xy平面內(nèi)的矩形通電線圈只能繞ox軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的四個(gè)邊分別與x、y軸平行，線圈中電流方向如圖，當(dāng)空間加上如下所述的哪種磁場(chǎng)時(shí)，線圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)?( )
A.方向沿x軸的恒定磁場(chǎng) B.方向沿y軸的恒定磁場(chǎng)
C.方向沿z軸的恒定磁場(chǎng) D.方向沿z軸的變化磁場(chǎng)
6.如圖3-4-7所示的天平可用來(lái)測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度B.天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈，寬為L(zhǎng)，共N匝，線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面.當(dāng)線圈中通有電流I(方向如圖)時(shí)，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m1、m2的砝碼，天平平衡.當(dāng)電流反向(大小不變)時(shí)，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡.由此可知( )
A、B方向垂直紙面向里，大小為(m1-m2)g/NI L
B、B的方向垂直紙面向里，大小為mg/2NI L
C、B的方向垂直紙面向外，大小為(m1-m2)g/NI L
D、B的方向垂直紙面向外，大小為mg/2NI L
7.如圖3-4-8所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向外的電流，則( )
A、磁鐵對(duì)桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用
B、磁鐵對(duì)桌面壓力減小，受到桌面的摩擦力作用
C、磁鐵對(duì)桌面壓力增大，不受桌面的摩擦力作用
D、磁鐵對(duì)桌面壓力增大，受到桌面的摩擦力作用
8.在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.3T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，放置一根長(zhǎng)=10cm的直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通過(guò)I=2A的電流.求以下情況，導(dǎo)線所受的安培力：(1)導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直;(2)導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向的夾角為30(3)導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向平行.
9.在兩個(gè)傾角均為的光滑斜面上，放有一個(gè)相同的金屬棒，分別通以電流I1和I2，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，方向如圖3-4-9中(a)、(b)所示，兩金屬棒均處于平衡狀態(tài)，則兩種情況下的電流強(qiáng)度的比值I1：I2為多少?
10.如圖3-4-10所示，兩根平行放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線a和b載有大小相同、方向相反的電流，a受到的磁場(chǎng)力大小為F1.當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，a受到磁場(chǎng)力大小變?yōu)镕2，則此時(shí)b受到的磁場(chǎng)力大小變?yōu)? )
A、F2
B、F1-F2
C、F1+F2
D、2F1-F2
11.如圖3-4-11所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)線AB放在相互平行的金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為d，通過(guò)的電流為I，垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則AB所受的磁場(chǎng)力的大小為( )
A.BIL B. BIdcos C.BId/sin D.BIdsin
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