1 磁场对通电导线的作用力 学习任务一 安培力的方向 [科学探究] 按照如图所示进行实验. (1)上下交换磁铁磁极的位置 改变磁场方向,导体棒受力的方向 改变.(均选填“会”或“不会”). (2)改变导体棒中电流的方向,导体棒受力的方向 (选填“会”或“不会”)改变. 例1 如图所示的磁感应强度B、电流I和磁场对电流的作用力F三者方向的相互关系中正确的是 ( ) A B C D [反思感悟] 【要点总结】 1.安培力F的方向既与磁场方向垂直,又与通电导线垂直,即F跟B、I所在的面垂直.但B与I的方向不一定垂直. 2.当电流方向跟磁场方向不垂直时,仍可用左手定则来判定安培力的方向,注意要让磁感线垂直于电流方向的分量垂直进入掌心. 学习任务二 安培力大小的计算 [物理观念] 长为l的一段直导线放在匀强磁场中,磁感应强度为B,通以大小为I的电流,当导线按以下三种方式放置时,所受磁场的作用力分别是多大 (1)导线和磁场垂直放置时,F安= ; (2)导线和磁场平行放置时,F安= ; (3)导线和磁场成θ角放置时,F安= .注:此式为安培力的通式. 例2 [2023·山西大同一中期末] 如图所示四种情况中,匀强磁场的磁感应强度大小相等,载流导体的长度相同,通过的电流大小也相同,导体受到的磁场力最大且方向沿着纸面的是( ) A.甲、乙 B.甲、丙 C.乙、丁 D.乙、丙 [反思感悟] 例3 (多选)如图所示,AC是一个半径为R的四分之一圆弧,将其放置在与平面AOC垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中.当该导线中通以由A到C、大小为I的恒定电流时,该导线受到安培力的大小和方向是( ) A.安培力大小为IRB B.安培力大小为IRB C.安培力方向为垂直于AC的连线指向左下方 D.安培力方向为垂直于AC的连线指向右上方 [反思感悟] 变式1 通电闭合直角三角形线框ABC处在水平方向的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面向里,线框的BC边水平,线框中电流方向如图所示,那么该线框受到的安培力的合力( ) A.方向水平向左 B.方向竖直向下 C.方向垂直于AB斜向上 D.为零 [反思感悟] 【要点总结】 公式F=IlBsin θ中l指的是“有效长度”.弯曲导线的有效长度l等于连接两端点的线段的长度(如图所示),相应的电流沿线段由始端流向末端. 学习任务三 磁电式电表的工作原理 [教材链接] 阅读教材,回答下列问题: (1)当电流通过线圈时,线圈因为受到 力而发生转动. (2)线圈 可以说明被测电流的强弱. 例4 [2023·河北石家庄一中月考] 磁电式电流表的线圈放在磁体的两极间,磁体产生辐向分布的磁场(如图所示),线圈的左右两边所在处的磁感应强度大小都相等,当线圈中通有图示方向的电流时 ( ) A.线圈左边受到向上的安培力,右边受到向下的安培力 B.线圈左、右两边受到的安培力方向相同 C.线圈转到不同位置时受到的安培力大小不同 D.当线圈中的电流方向发生变化时,线圈的转动方向并不变 [反思感悟] 变式2 (多选)[2023·黑龙江哈尔滨九中月考] 如图所示是磁电式电流表的结构图,蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布,线圈中a、b两条导线长均为l,若通以图示方向的电流I,两条导线所在处的磁感应强度大小均为B,则 ( ) A.该磁场是匀强磁场 B.线圈平面总与磁场方向垂直 C.线圈将顺时针转动 D.a、b导线受到的安培力大小总为IlB [反思感悟] --素养提升-- 电流天平的原理和应用 电流天平是根据等臂杠杆的原理制成的,可以用来测量导线在磁场中受到的安培力和磁场的磁感应强度.如图所示是它的原理示意图,天平左盘放砝码,右盘下悬挂线框,线框处于磁场中.当线框没有通电时,天平处于平衡状态. 线框通电后,ab、bc、cd边均受到安培力的作用.根据左手定则可知,ab、cd边受到的安培力等大反向,互相抵消,bc边受到的安培力方向竖直向上,从而使天平 ... ...
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