高中物理 3.4 安培力的应用学案 粤教版选修3-1

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1、3.4安培力的应用学案（粤教版选修3-1）一、直流电动机电动机有________电动机和______电动机之分，直流电动机的优点是通过改变________可调节它的转速．图1如图1所示，单匝线圈abcd在匀强磁场(磁感应强度为B)中通以电流I，当线圈平面与磁场的夹角为α时，则此时安培力的力矩M＝Mab＋Mcd，即：M＝Fab··cosα＋Fcd··cosα，而Fab＝Fcd＝BI·，所以M＝BIScosα.若线圈是N匝线圈绕制而成，则M＝NBIScosα.线圈在磁场中受到安培力矩M＝NBIScosα作用而转动起来，这就是电动机转动的原理．二、磁电式电表(如图2所示)图21．构造

2、：(1)____________(2)____________(3)__________2．磁场对电流的作用力跟电流成______比，因而线圈中的电流越大，______力产生的力矩越大，线圈和指针偏转的角度也就越________．因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道___.一、直流电动机[问题情境]电动机是将电能转化为机械能的重要装置，在日常生活中有广泛的应用，电动机有直流电动机和交流电动机之分，通过课本“实验与探究”的学习，回答以下问题1．电动机是在什么力的驱使下而转动的？2．分析课本3－4－2四幅图中线框的受力情况？3．试从理论上分析如何通过调节电流来控制电动机的转速．4

3、．直流电动机的优点是什么？有哪些用途？二、磁电式电表[问题情境]1.简述磁电式电表的构造？2．简述磁电式电表的工作原理？例1根据以上对磁电式电流表的学习，判断以下说法错误的是()A．指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的阻力与线圈受到的安培力方向是相反的B．通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转的角度也越大C．在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场D．在线圈转动的范围内，线圈所受安培力与电流有关，而与所处位置无关听课记录：变式训练1在直流电动机模型中，下列说法正确的是()A．当线圈平面静止在与磁感线方向垂直的位置时，若通以直流电，线圈将转动起来B．随着线圈的转动，线圈上各边所受的安培

4、力大小都要发生变化C．当线圈平面与磁感线方向平行时，安培力的力矩最小D．改变线圈中的输入电压，电动机的转速也将发生变化例2如图3所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈()图3A．向左运动B．向右运动C．静止不动D．无法确定听课记录：图4变式训练2一条形磁铁放在水平桌面上，在它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒，图4中只画出此棒的横截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是()A．磁铁对桌面的压力减小B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁受到向右的摩擦力D．磁铁受

5、到向左的摩擦力图5例3如图5所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直于纸面向里运动，可以()A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B．将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极C．将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极D．将a、c端接在交流电源的一端，b、d端接在交流电源的另一端听课记录：点评安培定则、左手定则尽管都与电流、导线有关，而且往往同时应用，但安培定则是用来判断电流的磁场方向，又称右手螺旋定则，用右手判断；而左手定则是用左手判断通电导线的受力情况的．图6变式训练3直导线AB与圆线圈的平面垂直且隔有

6、一小段距离，直导线固定，线圈可以自由运动．当通过如图6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ABD．不动图7例4在倾角为α的光滑斜面上，放置一通有电流为I，长为L，质量为m的导体棒，如图7所示，试问：(1)欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向．(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向．图8变式训练4如图8所示，用两根轻细悬线将质量为m、长为L的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于竖直向上的匀强磁场内．当棒中通以从a

7、到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角，棒处于平衡状态．则磁感应强度B为多少？为了使棒平衡在该位置上，所需磁场的最小磁感应强度B为多少？方向如何？【即学即练】1．下列关于磁电式电流表的说法中，正确的是()A．电流表的工作原理是安培力对通电导线的加速作用B．电流表的工作原理是安培力对通电线框的转动作用C．电流表指针的偏转角与所通电流的大小成正比D．电流表指针的偏转角与所通电流的大小成反比2．一根长为0.2m、通有2A电流的通电导线放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，则其受到的磁场力的大小不可