§3-4磁场对通电导线的作用力导学案

§3-4磁场对通电导线的作用力导学案
编稿人：张绍梅审定人：日期
年级高二物理班级：姓名：
（一）学习目标：
1、知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小F=BIL ；电流方向与磁场方向夹角为θ时，安培力F=BILsinθ。

2、会用左手定则熟练地判定安培力的方向
3、知道电流表的基本构造，知道电流表测电流大小和方向的基本原理，了解电流表的基本特点。

（二）学习重点：
1、掌握左手定则。

2、理解磁场对电流的作用大小的决定因素，掌握电流与磁场垂直时，安培力大小为F=BIL。

（三）学习难点：
对左手定则的理解及其实际应用
（四）学法指导：
实验探究，合作探究，搜集资料，讨论、交流、协作、质疑对抗、练习。

（五）知识链接：
磁场，磁感线，匀强磁场
（六）教具：
铁架台、蹄形磁铁、线圈、电键、电动机模型各1个，电池2个，导线数条
（七）学习过程：
1、当通电导线与磁场方向垂直时，他受力的大小于导线的长度成，于导线中的电流成，与磁感应强度成，公式。

适用条件：1）
2）
2、安培力的方向：
左手定则：
1）当I ⊥ B， F=
2）当I // B， F=
3）当I与B有夹角θ时，F=BIL sinθ，（此时可将B分解成与导线垂直的分量B
⊥
和与导
线平行的分量B
∥，其中B
⊥
＝Bsinθ，B
∥
＝Bcosθ,而B
∥
不产生安培力，导线所受安培力
只是B
⊥
产生的，因此可得F=BILsinθ）例题1：
电流方向、磁场方向和安培力方向三者只要任意
知道其中两个，第三个物理量的方向可用左手定则判断出来。

3、磁电式电流表：
中学实验所使用的电流表是磁电式电流表，它所依据的物理学
原理就是安培力与电流的关系。

下面大家先看看这个电表的结构，
它最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈。

观察的
同时，大家思考下面几个问题：
1.线圈的转动是怎样产生的？
2.线圈为什么不一直转下去？
3.为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱？
4.如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方？
5.使用时要特别注意什么？
例题2：
一根均匀粗导线的两端用柔软导线拉入电路，用用两根弹簧测力计
悬挂起来，使导线MN保持水平，如图所示，在导线
MN处加水平向里的磁场，并
通以自M向N的电流，弹簧测力计的示数为F，若要使弹簧测力计示数增大，可以
采用的做法是（）
A、只减小电流
B、只增加电流
C、只改变电流方向
D、只改变磁场方向
（八）本课小结：
F
{
{
磁
场
对
通
电
导
线
的
作
用
力
安培力的方向：
方法：左手定则
推论：安培力总是垂直于B和I决定的平面安培力的大小：F=BILsinθ(θ为B与I的夹角）
磁电式电表
结构：磁铁和放在磁铁两级间的线圈
原理：通电线圈受安培力作用而转动{
(九)当堂检测
1、关于通电直导线所受的安培力F 、磁感应强度B 和电流I 三者方向之间的关系，下列说法中正确的是（ ）
A 、F 、
B 、I 的三者必定均相互垂直
B 、F 必定垂直于B 、I ，但B 不一定垂直于I
C 、B 必定垂直于F 、I ，但F 不一定垂直于I
D 、I 必定垂直于F 、B ，但F 不一定垂直于B
2、如图所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd ，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是（ ） A 、ab 边转向纸外，cd 边转向纸里，同时向下运动 B 、ab 边转向纸里，cd 边转向纸外，同时向下运动
C 、ab 边转向纸外，cd 边转向纸里，同时向上运动
D 、ab 边转向纸里，cd 边转向纸外，同时向上运动
3、如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A ，A 与螺线管垂直，A 导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S 闭合，A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是（ ）
A 、水平向左
B 、水平向右
C 、竖直向下
D 、竖直向上
4、如图所示，一根通有电流I 的直铜棒MN ，用导线挂在磁感应强度为B 的匀强磁场中，此时两根悬线处于紧张状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零（ ）
A 、适当增大电流
B 、使电流反向并适当减小
C 、保持电流 I 不变，适当增大B
D 、使电流I 反向，适当减小 5、一只电压表读数偏小，为纠正这一偏差，可以采取的措施是（ ） A 、减少表头线圈的匝数 B 、增大表内的串联电阻
C 、增强表头的永久磁铁的磁性
D 、转紧表内的螺旋弹簧
6、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F 1，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F 2，则此时b 受到的磁场力大小变为（ ）
A 、F 2
B 、F 1—F 2
C 、F 1+F 2
D 、2F 1—F 2 二、填空题：
7、如图所示，通有电流的导体A 可以自由运动，判断导线A 受安培力的情况及在安培力作用下导线将如何运动。

8、在匀强磁场中，有一段5㎝的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A 时，受磁场人作用力是0.1N ，那么磁感应强度B= T ；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T ，导线受到的安培力F= N 。

9、长为L 的水平通电直导线放在倾角为θ的光滑的斜面上，并处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，若磁场方向竖直向上，则电流为I 1时导线平衡，若磁场方向垂直于斜面向上，则电流为I 2时导线平衡，那么样I 1：I 2= 。

三、计算题：
10、质量为0.5㎏的金属杆在相距1m 的水平轨道上与轨道垂直放置金属杆上通以I=4A 的恒定电流，如图所示，匀强磁场B 垂直轨道平面，金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2，求匀强磁场的磁感应强度B 的大小。

11、在倾角为α的光滑斜面上，置一通有电流为I 、长为L 、质量为m 的导体棒，如图所示，试求： ⑴欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值和方向 ⑵欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，应加匀强磁场B 的最小值和方向。