2018_2019学年高中物理第三章磁场第4节通电导线在磁场中受到的力学案新人教版.docx

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1、第4节　通电导线在磁场中受到的力　1．知道安培力的方向与电流、磁感应强度方向的关系，会用左手定则判断安培力的方向．　2．理解安培力的计算公式，会应用公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构造及运用它测量电流大小和方向的基本原理．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．二、安培力的大小1．通

2、电导线跟磁场垂直时，安培力最大，F＝ILB．2．通电导线跟磁场平行时，安培力最小，F＝0．3．通电导线跟磁场夹角为θ时，把磁感应强度B分解为与导线垂直的分量B⊥和与导线平行的分量B∥，如图所示．则B⊥＝Bsinθ，B∥＝Bcosθ．导线所受的安培力是B⊥产生的，F＝ILBsinθ．三、磁电式电流表1．磁电式仪表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈．如图所示，通电线圈在磁场中受到安培力而偏转．线圈偏转的角度越大，被测电流就越大．根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向．2．磁电式仪表的

3、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(几十微安到几毫安)．判一判　(1)判断电流的磁场方向用安培定则(右手螺旋定则)，确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则．(　　)(2)磁电式电流表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈．其原理是通电线圈在磁场中受安培力而转动．(　　)(3)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的方向三者必须保持相互垂直．(　　)(4)用左手定则判断安培力方向时，磁感线只要从掌心进入即可，不一定垂直穿过掌心．(

4、　　)(5)当导体在磁场中放置时，导体所受作用力为F＝IBL．(　　)提示：(1)√　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×想一想　用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的左右两边受到的安培力的大小是否随着线圈的转动而变化呢？提示：通电线圈在安培力作用下转动时，安培力总与磁感应强度的方向垂直，磁感应强度的大小又不变，故线圈左右两边受到的安培力的大小不变．做一做　如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠ab

5、c＝∠bcd＝135°．流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示．则导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力(　　)A．方向沿纸面向上，大小为(＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(－1)ILB提示：选A．该导线段可以用a和d之间长为(＋1)L的直导线段来等效代替，根据公式得安培力的大小为(＋1)BIL，根据左手定则得方向沿纸面向上，故选项A正确．　对安培力的理解和应用1．判定方法左手定则图示手掌：拇指与四指垂直且在

6、同一平面内四指：电流方向磁场：穿过手心拇指：安培力方向说明F⊥B、F⊥I，电流方向与磁场方向可以不垂直，但安培力方向一定既跟电流方向垂直，又跟磁场方向垂直，也可以说安培力方向与电流方向和磁场方向所决定的平面垂直2．左手定则与安培定则(右手螺旋定则)的区别左手定则安培定则(右手螺旋定则)作用判断电流在磁场中的受力方向判断电流的磁场方向内容具体情况电流在磁场中直线电流环形电流或通电螺线管应用方法磁感线穿过手心，四指指向电流的方向拇指指向电流的方向四指弯曲的方向表示电流的环绕方向结果拇指指向通电导线受

7、到的磁场力的方向四指弯曲的方向表示磁感线的方向拇指指向轴线上磁感线的方向3．安培力的大小(1)对安培力F＝ILBsinθ的理解①当B与I垂直，即sin90°＝1时，F＝ILB；当B与I成θ角时，F＝ILBsinθ，θ是B与I的夹角．②公式F＝ILBsinθ中a．B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁感应强度的影响．b．L是有效长度，匀强磁场中弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图)；相应的电流沿L由始端流向末端．(2)F＝ILBsinθ的适用条件：导线

8、所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式仅适用于很短的通电导线．命题视角1　对安培力方向的判断　画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向．[思路点拨]判断安培力方向常见的两类问题[解析]　无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I决定的平面，且满足左手定则．[答案]　如图所示命题视角2　安培力大小的计算　长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是(　　)[解析]　A图中，导线不和磁场垂直，