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1.1 磁场对通电导线的作用力——安培力 导学案 高中物理人教版(2019)选择性必修第二册

日期:2025-09-28 科目:物理 类型:高中学案 查看:96次 大小:162802B 来源:二一课件通
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通电导线在磁场中受到的力1 【学习目标】 1、知道什么是安培力,会推导安培力公式F=BILsinθ。 2、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。 【复习巩固】 我们是如何描述磁场强弱的?与定义电场强度有什么异同点? 【基础感知】 1、安培力的方向 (1)改变电流的方向 现象:导体向相反的方向运动。 (2)调换磁铁两极的位置来改变磁场方向 现象:导体又向相反的方向运动。 通过上述现象分析得出结论 安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。安培力的方向既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直,也就是说,安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。 通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系,可以用左手定则来判定:左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都和手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线_____,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向。 例1:如图,两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时,它们相互间的作用力的方向如何 说明:分析通电导线在磁场中的受力时,要先确定导线所在处的磁场方向,然后根据左手定则确定通电导线的受力方向。电流产生的磁场是什么样的呢?请利用右手螺旋定则判定,电流处在电流产生的磁场中,电流所受的安培力方向利用左手定则判定。反过来要分析电流所受的安培力方向,应该怎么分析呢?如果通电电流方向相反时,两个电流的受力情况呢? 通过分析可知:电流的方向相同时两平行导线_____。 电流的方向相反时两平行导线_____。(填相互靠近/相互远离) 2、安培力的大小 通过第二节课的学习,我们已经知道,垂直于磁场B放置的通电导线L,所通电流为I时,它在磁场中受到的安培力F=BIL 当磁感应强度B的方向与导线平行时,导线受力为零。 问题:当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时,导线受的安培力多大呢?将磁感应强度B分解为与导线垂直的分量和与导线平行的分量,则,因不产生安培力,导线所受安培力是产生的,故安培力计算的一般公式为: 注意:如图所示当导线与磁场垂直时,弯曲导线的有效长度L等于连接两端点直线的长度,相应的电流沿L由始端流向末端。 例2:关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是 ( ) A.安培力的方向可以不垂直于直导线 B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半 3、磁电式电流表 (1)电流表主要由哪几部分组成的? (2)为什么电流表可测出电流的强弱和方向? (3)电流表中磁场分布有何特点呢?为何要如此分布? (4)磁电式仪表的优缺点是什么? 做一做:旋转的液体 液体为什么会旋转?旋转的方向该如何判定? 【课堂检测】 通电导线在磁场中受到的力2 【学习目标】 掌握安培力作用下导体的平衡问题 会分析导体安培力作用的运动问题 【典型例题】 质量为的通电细杆ab置于倾角为的平行放置的导轨上,导轨的宽度,杆ab与导轨间的动摩擦因数,磁感应强度的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如图所示.现调节滑动变阻器的触头,试求出为使杆ab静止不动且恰好不受摩擦力时,通过ab杆的电流为多少? 变式训练:例1中使杆ab静止不动,通过ab杆的电流范围为多少 2.(电流元法)如图所示,用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝,线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.5 g的导线绕制而成,三条细线呈对称分布,稳定时线圈平面水平,在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁,磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O,测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5 T,方向与竖直线成30°角,要使三条细线上的 ... ...

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