高中物理第三章磁场《磁场对通电导线的作用力》学案(无答案)新人教版选修3-1.doc

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1、3.4《磁场对通电导线的作用力》学案【课标要求】1.知道什么是安培力，会推导安培力的计算公式F=BlLSinθ2.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。【重点难点】1.安培力的大小计算和方向的判定。2.空间想象能力的培养(实物图、正视图、侧视图、俯视图)【课前预习】1.安培力磁场对的作用力通常称为安培力2.安培力的方向(1)判定通电导线在磁场中受力方向用:伸开左手，使拇指与其余⅛⅛J⅛H图1四个手指,并且都与手掌在同一个;让磁感线从掌心进入，并使四指指向，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

2、向。如图1所示：(1)安培力的方向总是既与磁场方向,又与电流方向也就是说安培力的方向总是垂直于所决定的平面.(2)左手定则涉及三个物理量的方向，涉及三维空间，解题时多将三维图形用侧视图、俯视图和剖面图等二维图形表达，学习时应能将二维图形想像成三维图形。1.安培力的大小(1)通电导线与磁场方向平行时：F=;(2)通电导线与磁场方向垂直时：F=;(3)通电导线与磁场方向成θ角：F=1.磁电式电流表(1)蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地分布的(如图3—4-3所示),不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线。线圈所处的磁感应强度的大小都。(2)工作原理

3、：当电流通过线圈的时候，线圈上跟铁柱轴线平行的两边都受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转动。线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动角度的增大而增大。当这种阻碍线圈转动的力矩增大到同安培力产生的使线圈发生转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。由转动角度即指针对应刻度可以确定电流,由指针反映电流方向(3)磁电式电流表的特点①表盘的刻度，θ^I.②灵敏度高，量程,过载能力差.③满偏电流Ig,内阻Rg反映了电流表的最主要特性.【预习检测】1.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向AEFGH1.关于磁电式电流表内的磁铁和

4、铁芯间的矩形线圈与该磁场的关系，下列说法中正确的有（）A.通电线圈旋转的角度不同，它所在位置的磁感应强度大小也不同B不管通电线圈转到什么位置，它所在位置的磁感应强度大小都相等C.通电线圈旋转的角度不同，它的平面与磁感线的夹角也不同D.不管通电线圈转到什么位置，它的平面都与磁感线相平行2.如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同方向相反的电流，a受到的磁场力大小为Fi，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（）AF2B.FiF2C.FIF2D.2F1F2【探究与生成】例1:试用电流

5、的磁场及磁场对电流的作用力的原理，证明通有同向电流的导线相互吸引，通有异向电流的导线相互推斥。【解析】如上乙和丙图研究a对b的磁场力：（1）根据安培定则画出电流a在导线b处产生的磁场分布图；（2）根据左手定则可知通电导线b受到的磁场力是向左的；（3）根据牛顿第三定律，可知通电导线a受到的磁场力是向左的，即通有同向电流的平行导线相互吸引。同理可得通有异向电流的平行导线是相互推斥的.总结：两根平行的通电导线之间有力的作用，这是实验所证明的结论，通电导线之间的作用力是通过磁场相互作用的.有些同学在研究两根导线之间的相互作用力时,同时画出两根导线在空间产

6、生的磁场是没有必要的，也是思路不清的表现，两根导线之间的作用是通过各自的磁场对另一方作用的，不是两个磁场的相互作用。思维拓展：由于磁感应强度B的方向、电流的方向、安培力的方向涉及三维空间，所以要熟练掌握把立体图形改画成平面图形的方法技巧，以便于画受力图分析受力情况。安培力的方向用左手定则判断，但更要明确电流与磁感应强度方向不一定垂直，但所决定的平面一定与安培力垂直。【变式训练1】如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，它的上方有一与磁铁垂直SN////////////////////的长直导线，正缓慢的自左向右移动，直导线中通以垂直纸面向里外的电流，则

7、磁铁受桌面的摩擦力作用为（磁铁始终不动）A、先减少后增大B、先增大后减少C一直增大D—直减少【变式训练2】如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,当通以图示方向的电流时，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，同时上升例2:如图所示，在匀强磁场中放有下列通电导线，长度为L电流强度为I、磁感应强度为B,求各导线所受的安培力的大小和方向。XXXX.bC(2)【解析】(1)首先把B分解为B、B2,相当于B、B2两个正交的磁

8、场共同作用于通电导线，因为Bi//I,所以BI对电流无作用力，B对I的作用，实际上就是Ba对I的作用，所以F=BlL=BlLCoSα.由