高中物理《磁场对通电导线的作用力》学案 新人教版选修3-1.doc

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1、第4节　磁场对通电导线的作用力自主体验一、安培力的方向：1．安培力：通电导线在________中受的力．2．决定安培力方向的因素：________和磁感应强度方向．3．左手定则：如图1所示，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________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________的方向．4．安培力的特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于______决定的平面．5．平行通电导线间的作用力：电流方向相同，两导线相互________________，电流方向相反，两导线相互________．二、安培力的大

2、小：1．当通电导线垂直磁场方向放置时所受安培力的大小为：F＝________.2．当磁感应强度B的方向与通电导线平行时，导线受力F＝________.3．当磁感应强度B的方向与通电导线方向成θ角时，F＝________.θ为B与I的夹角．三、磁电式电流表：1．原理：通电线圈在磁场中受到________而偏转．线圈偏转的角度越大，被测电流就________．根据线圈________，可以知道被测电流的方向．2．构造：________、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．3．特点：两磁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________方向，保证线圈转动时，安培力的大小不受磁

3、场影响，电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直．使线圈平面总与磁场方向________，使表盘刻度均匀，如图2所示．4．优点：灵敏度高，可以测出________的电流．缺点：线圈导线很细，允许通过的电流很弱.知识探究要点一磁场对电流作用探秘1．磁场对电流作用的研究方法不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁场来实现的，因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后结合左手定则准确判断导线的受力情况和将要发生的运动，在实际操作过程中．往往采用以下几种方法：(1)电流元法：把整段导线分为多段直电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线的

4、运动方向．(2)等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立．2．判断安培力的方向应注意的问题在解决有关磁场对电流的作用问题时，能否正确判断安培力的方向是解决问题的关键，在判定安培力的方向时要注意以下两点：(1)安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面．(2)在具体判断安培力的方向时，由于受到静电力方向判断方法的影响，有时错误地认为安培力的方向沿着磁场方向．为避免这种错误，同学们应该把静电力和安培力进行比较，搞清力的方向与场的方向关系及区别．.3-4-1.具体问题如下表：静

5、电力反思小结安培力研究对象点电荷电流元受力特点正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷相反安培力方向与磁场方向和电流方向都垂直判断方法结合电场线方向和电荷正、负判断用左手定则判断要点二“安培定则”和“左手定则”有何区别和联系？(1)在适用对象上：安培定则研究电流(直流电流、环形电流、通电螺线管电流)产生磁场时，电流与其产生的磁场的磁感线二者方向的关系；左手定则研究通电导线(或运动电荷)在磁场中受力时，F、I、B三者方向的关系．(2)在电流与磁场的关系上：安培定则中的“磁场”与“电流”密不可分，同时存在、同时消失，“磁场”就是电流的磁效应产生的磁场；左手定则中的“磁场”与“电流”可以单独存

6、在，“磁场”是外加的磁场，不是通电导线产生的磁场．(3)在因果关系上：安培定则中的“电流”是因，“磁场”为果，正是有了电流(直流电流、环形电流、螺线管电流)才出现了由该电流产生的磁场；左手定则中的“磁场”和“电流”都是“因”，磁场对通电导线的作用力是“果”，有因才有果，而此时的两个“因”对产生磁场对导线的作用力来说缺一不可．(4)判断电流方向选取定则的原则：当已知磁感线的方向，要判断产生该磁场的电流方向时，选用安培定则判断电流的方向；当已知导体所受安培力的方向时，用左手定则判断电流的方向．要点三应用公式F＝BIL求安培力大小应注意的问题(1)B与L垂直(2)L是有效长度，如图3－4－

7、4所示，曲线ACB中图3-4-4如果有电流为I，则其所受安培力垂直AB向左，大小为F＝BIL.(3)求通电导线平衡问题中所需B的最小值及方向时，先求所需安培力的最小值和方向，再由左手定则及B与I垂直的情况求出所需磁场的大小和方向．因B与I垂直时安培力最大，故由垂直状态得出的磁感应强度就是最小值．如图3－4－5所示，若使质量为m的通电导体棒在光滑的斜面上保持静止，所加的磁场方向垂直斜面向上时，B最小．若只要求保持静止，则B的方向可以有无数个.典例剖析题型一、