第9章第2课时 磁场对电流的作用
(统考版)2023版高考物理一轮复习 第九章 磁场 第1讲 磁场及其对电流的作用学生用书
第1讲磁场及其对电流的作用一、磁场、磁感应强度1．磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有________的作用．(2)方向：小磁针的________所受磁场力的方向．2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的________和________．(2)大小：B＝________(通电导线垂直于磁场放置)．(3)方向：小磁针静止时________的指向．(4)单位：特斯拉(T)．3．匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小________、方向________的磁场称为匀强磁场．(2)特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线．二、磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1．磁感线及特点(1)磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的____________的方向一致．(2)特点①磁感线上某点的________方向就是该点的磁场方向．②磁感线的________定性地表示磁场的强弱．③磁感线是________曲线，没有起点和终点．④磁感线是假想的曲线，客观上________．三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1．安培力的大小F＝ILB sin θ(其中θ为B与I之间的夹角)(1)磁场和电流垂直时：F＝________．(2)磁场和电流平行时：F＝________．2．安培力的方向左手定则判断：(1)伸出左手，让拇指与其余四指________，并且都在同一个平面内．(2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向________方向．(3)________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．,教材拓展1.[人教版选修3－1P94T1改编]下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是( )2．[人教版选修3－1P90T1改编]把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用．关于安培力的方向，下列说法中正确的是( )A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直D．安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁感应强度方向垂直3．[人教版选修3－1P90T3改编](多选)通电螺线管如图所示．A为螺线管外一点，B、C 两点在螺线管的垂直平分线上，则下列说法正确的是( )A．磁感线最密处为A处，最疏处为B处B．磁感线最密处为B处，最疏处为C处C．小磁针在B处和A处N极都指向左方D．小磁针在B处和C处N极都指向右方考点一安培定则的应用和磁场的叠加1．安培定则的应用：在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因”和“果”．2.磁场的叠加：(1)磁感应强度是矢量，计算时与力的计算方法相同，遵守平行四边形定则，可以用正交分解法进行合成与分解．(2)两个电流附近的磁场的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的．3．磁场叠加问题的一般解题思路：(1)确定磁场场源，如通电导线．(2)定位空间中需求解磁场的磁感应强度的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的磁感应强度．如图所示为M、N在c点产生的磁场的磁感应强度．(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁感应强度．例1. [2021·全国甲卷，16]两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，EO与O′Q在一条直线上，PO′与OF在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流I，电流方向如图所示．若一根无限长直导线通过电流I时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B，则图中与导线距离均为d的M、N两点处的磁感应强度大小分别为( )A．B、0 B．0、2BC．2B、2B D．B、B跟进训练1.[2021·浙江1月，8]如图所示是通有恒定电流的环形线圈和螺线管的磁感线分布图．若通电螺线管是密绕的，下列说法正确的是( )A．电流越大，内部的磁场越接近匀强磁场B．螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场C．螺线管直径越大，内部的磁场越接近匀强磁场D．磁感线画得越密，内部的磁场越接近匀强磁场2．[2022·山东泰安统考]已知通电的长直导线在周围空间某位置产生的磁感应强度大小与电流大小成正比，与该位置到长直导线的距离成反比．如图所示，现有通有电流大小相同的两根长直导线分别固定在正方体的两条棱dh和hg上，彼此绝缘，电流方向分别由d 流向h、由h流向g，则顶点e和a两处的磁感应强度大小之比为( )A.2∶√3 B．1∶√3C．2∶√2 D．1∶1考点二安培力及安培力作用下导体的平衡问题角度1安培力的分析与计算1.用公式F＝BIL计算安培力大小时应注意(1)B与I垂直．(2)L是有效长度．①公式F＝BIL中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时，F最大，F＝BIL；当B与I 平行时，F＝0.②弯曲导线的有效长度L等于在垂直磁场平面内的投影两端点所连线段的长度(如图所示)，相应的电流方向沿L由始端流向末端．③闭合线圈通电后，在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零．2．安培力方向的判断(1)判断方法：左手定则．(2)方向特点：F既垂直于B，也垂直于I，所以安培力方向一定垂直于B与I决定的平面．例2. [2021·浙江6月，15] (多选)如图所示，有两根用超导材料制成的长直平行细导线a、b，分别通以80 A和100 A流向相同的电流，两导线构成的平面内有一点p，到两导线的距离相等．下列说法正确的是( )A．两导线受到的安培力F b＝1.25F aB．导线所受的安培力可以用F＝ILB计算C．移走导线b前后，p点的磁感应强度方向改变角度2安培力作用下导体的平衡问题例3. 某兴趣小组制作了一个可以测量电流的仪器，其主要原理如图所示．有一金属棒PQ放在两金属导轨上，导轨间距L＝0.5 m，处在同一水平面上，轨道置于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝2 T．棒中点两侧分别固定有劲度系数k＝100 N/m的相同弹簧．闭合开关S前，两弹簧为原长，P端的指针对准刻度尺的“0”处；闭合开关S后，金属棒PQ 向右移动，静止时指针对准刻度尺1.5 cm处．下列判断正确的是( )A ．电源N 端为正极B ．闭合开关S 后，电路中电流为1.5 AC ．闭合开关S 后，电路中电流为3 AD ．闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片向右移动，金属棒PQ 将继续向右移动[思维方法]解决安培力作用下平衡问题的两条主线(1)遵循平衡条件 基本解题思路如下：(2)遵循电磁学规律，受力分析时，要注意准确判断安培力的方向．跟进训练3．一个各边电阻相同、边长均为L 的正六边形金属框abcdef 放置在磁感应强度大小为B 、方向垂直金属框所在平面向外的匀强磁场中．若从a 、b 两端点通以如图所示方向的电流，电流大小为I ，则关于金属框abcdef 受到的安培力的判断正确的是( )A ．大小为BIL ，方向垂直ab 边向左B ．大小为BIL ，方向垂直ab 边向右C ．大小为2BIL ，方向垂直ab 边向左D ．大小为2BIL ，方向垂直ab 边向右4．[2022·河北保定调研]如图所示，空间有与竖直平面夹角为θ的匀强磁场，在磁场中用两根等长轻细金属丝将质量为m 的金属棒ab 悬挂在天花板的C 、D 两处，通电后导体棒静止时金属丝与磁场方向平行．已知磁场的磁感应强度大小为B ，接入电路的金属棒长度为l ，重力加速度为g ，以下关于导体棒中电流的方向和大小正确的是( )A ．由b 到a ，mg tan θBlB ．由a 到b ，mgBlC ．由a 到b ，mg sin θBlD ．由b 到a ，mg sin θBl考点三 安培力作用下导体运动趋势及运动情况的判断例 4. [2021·广东卷，5]截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线．若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I 2，I 1≫I 2，电流方向如图所示．下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是( )命题分析跟进训练5．一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将( ) A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动 D．在纸面内平动6．[2022·贵阳中学月考]如图所示，一平行于光滑斜面的轻弹簧一端固定于斜面上，一端拉住条形磁铁，条形磁铁处于静止状态，磁铁中垂面上放置一通电导线，导线中电流方向垂直纸面向里且缓慢增大，下列说法正确的是( )A．弹簧弹力逐渐变小B．弹簧弹力先减小后增大C．磁铁对斜面的压力逐渐变小D．磁铁对斜面的压力逐渐变大考点四与安培力相关的STSE问题素养提升情境1 磁式电流表(多选)实验室经常使用的电流表是磁电式电流表，这种电流表的构造如图甲所示，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的．若线圈中通以如图乙所示的电流，则下列说法中正确的是( )A．在量程内指针转至任一角度，线圈平面都跟磁感线平行B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上D．当线圈在如图乙所示的位置时，安培力的作用使线圈沿顺时针方向转动情境2 电子天平(多选)某电子天平原理如图甲所示，E形磁铁的两侧为N极，中心为S极，两极间的磁感应强度大小均为B，磁极宽度均为L，忽略边缘效应，一总电阻为R的均匀导线绕成的正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，当质量为m的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后线圈两端C、D与外电路接通对线圈供电，使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流可确定重物的质量．为了确定该天平的性能，某同学把该天平与电压可调的直流电源(如图乙)相接，经测量发现，当质量为M的重物放在秤盘上时，直流电源输出电压为U即可使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，重力加速度为g.则下列说法正确的是( )A．当线圈两端C、D与外电路接通对线圈供电时，线圈的C端应与外电路中的H端相接，D端应与G端相接B．线圈的匝数为MgR2BLUC．当质量为2M的重物放在秤盘上时，直流电源输出电压为2UD．若增加线圈的匝数，则能增大电子天平能称量的最大质量情境3 “电磁炮”“电磁炮”是利用电磁力对弹体加速的新型武器，具有速度快、效率高等优点．如图是“电磁炮”的原理结构示意图．光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为L＝0.2 m；在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝1×102 T；“电磁炮”弹体总质量m＝0.2 kg，其中弹体在轨道间的电阻R＝0.4 Ω；可控电源的内阻r＝0.6 Ω，电源的电压能自行调节，以保证“电磁炮”匀加速发射；在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是I＝4×103 A，不计空气阻力．求：(1)弹体所受安培力大小；(2)弹体从静止加速到4 km/s，轨道至少要多长？(3)弹体从静止加速到4 km/s过程中，该系统消耗的总能量．第九章磁场第1讲磁场及其对电流的作用必备知识·自主排查一、1．(1)磁场力(2)N极(3)N极2．(1)强弱方向(2)FIL3．(1)处处相等处处相同二、1．(1)磁感应强度(2)切线疏密闭合不存在三、1．(1)BIL(2)02．(1)垂直(2)电流(3)拇指教材拓展1．答案：C2．答案：D3．答案：BC关键能力·分层突破例1 解析：两直角导线可以等效为如图所示的两直导线，由安培定则可知，两直导线分别在M处的磁感应强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故M处的磁感应强度为零；两直导线在N处的磁感应强度方向均垂直纸面向里，故N处的磁感应强度为2B，B正确．答案：B1．解析：根据螺线管内部的磁感线分布可知，在螺线管的内部，越接近中心位置，磁感线分布越均匀，越接近两端，磁感线越不均匀，可知螺线管越长，内部的磁场越接近匀强磁场．故B正确，A、C、D错误．答案：B2．解析：设正方体棱长为L ，其中一根长直导线的电流在e 点产生的磁感应强度为B 0，则e 点的磁感应强度大小为B e ＝√B 02+B 02＝√2B0处于ℎg 边的长直导线到a 点的距离为√2L ，在a 点产生的磁感应强度大小为√2 2B 0；处于dh 边的长直导线到a 点的距离为L ，在a点产生的磁感应强度大小为B 0，所以a 点的磁感应强度大小为B a ＝√(√22B 0)2+B 02＝√6 2B 0，B e ∶B a ＝2∶√3，A 项正确．答案：A例2 解析：两导线受到的安培力是相互作用力，大小相等，A 错误；导线所受的安培力可以用F ＝ILB 计算，因为磁场与导线垂直，B 正确；移走导线b 前，b 的电流较大，则p 点磁场方向与b 产生磁场方向同向，向里，移走b 后，p 点磁场方向与a 产生磁场方向相同，向外，C 正确；在离两导线所在的平面有一定距离的有限空间内，两导线在任意点产生的磁场均不在同一条直线上，故不存在磁感应强度为零的位置，D 正确．答案：BCD例3 解析：闭合开关S 后，金属棒PQ 向右移动，根据左手定则可知，电流方向为从P 到Q ，电源的M 端为正极，选项A 错误；静止时，则2k ·Δx ＝BIL ，解得I ＝2k Δx BL ＝3 A ，选项B 错误，C 正确；闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片向右移动，则电路中电阻增大，电流减小，金属棒PQ 所受安培力减小，将向左移动，故选项D 错误．答案：C3．解析：电流从a 点流入金属框后，可认为金属框的ab 与afedcb 部分并联，设ab 边的电阻为R ，则afedcb 部分的电阻为5R ，则通过ab 边的电流为5I 6，通过afedcb 部分的电流为I 6，可将afedcb 部分等效为长度为L 、方向与ab 相同的导线，根据左手定则可知，两部分所受安培力大小分别为5BIL 6、BIL 6，方向均垂直ab 边向左，故金属框受到的安培力为BIL ，方向垂直ab 边向左，选项A 正确，B 、C 、D 错误．答案：A4．解析：对导体棒进行受力分析，导体棒静止，则其受力如图所示．根据左手定则可知，导体棒中的电流方向为由a 到b ，根据平衡条件可知安培力的大小为：F ＝BIl ＝mg sin θ，所以感应电流的大小为：I ＝mg sin θBl ，故A 、B 、D 错误，C 正确．答案：C例4 解析：根据“同向电流相互吸引，异向电流相互排斥”的作用规律可知，左、右两导线与长管中心的长直导线相互吸引，上、下两导线与长管中心的长直导线相互排斥，C 正确．答案：C5．解析：方法一(电流元法) 把线圈L 1沿水平转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成由无数段直线电流元组成，电流元处在I 2产生的磁场中，根据安培定则可知各电流元所在处的磁场方向，由左手定则可得，上半部分电流元所受安培力均指向纸外，下半部分电流元所受安培力均指向纸内，因此从左向右看，线圈L 1将顺时针转动．方法二(等效法) 把线圈L 1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I 2的中心，小磁针的N 极应指向该点环形电流I 2的磁场方向，由安培定则知I 2产生的磁场方向在其中心处竖直向上，而L 1等效成小磁针后，转动前，N 极指向纸内，因此小磁针的N 极应由指向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L 1将顺时针转动．方法三(结论法) 环形电流I 1、I 2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止．据此可得，从左向右看，线圈L 1将顺时针转动．答案：B6.解析：本题考查安培力作用下的动态平衡问题．磁铁外部的磁感线从N 极出发回到S 极，则此时在导线处磁感线平行于斜面向下，如图所示，根据左手定则可以判断导线受到的安培力方向垂直斜面向上，因电流增大，所以安培力增大，安培力与斜面垂直，根据牛顿第三定律与受力平衡可知磁铁对斜面的压力逐渐变大，弹簧弹力不变，选项A 、B 、C 错误，D 正确．答案：D情境1 解析：指针在量程内线圈一定处于磁场之中，由于线圈与铁芯共轴，线圈平面总是与磁感线平行，故A 正确．电表的调零使得当指针处于“0”刻线时，螺旋弹簧处于自然状态，所以无论线圈向哪一方向转动都会使螺旋弹簧产生阻碍线圈转动的力，故B 正确．由左手定则知，b 端受到的安培力方向向下，a 端受到的安培力方向向上，安培力将使线圈沿顺时针方向转动，故C 错误，D 正确．答案：ABD情境2 解析：线圈两端C 、D 与外电路接通对线圈供电，使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，说明线圈受到的安培力向上，根据左手定则可知，电流应该从D 端流入线圈，故线圈的D 端应与外电路电源的正极(H 端)相接，C 端应与外电路中的G 端(负极)相接，故选项A 错误；设线圈的匝数为n ，外电路接通使秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止时根据平衡条件得：Mg ＝2nBIL ，其中I ＝U R ，联立上述两式得Mg ＝2nB U RL ，解得n ＝MgR 2BLU ，故选项B 正确；根据Mg ＝2nB U R L 知，当质量为2M 的重物放在秤盘上时，直流电源输出电压为2U ，选项C 正确；设线圈电阻的电阻率为ρ，导线的横截面积为S ，则R ＝ρ4nL S ，可得M＝BUS 2ρg ，可见增加线圈的匝数，无法增大电子天平能称量的最大质量，故选项D 错误． 答案：BC情境3 解析：(1)由安培力公式F ＝IBL ＝8×104 Nmv2(2)方法一由动能定理Fx＝12弹体从静止加速到4 km/s，代入数值得x＝20 m 方法二由牛顿第二定律F＝ma得加速度a＝4×105 m/s2由v2−v02＝2asv＝4 km/s代入数值得x＝20 m(3)根据F＝ma，v＝at知发射弹体用时t＝mv＝1×10－2 sF发射弹体过程产生的焦耳热Q＝I2(R＋r)t＝1.6×105 J弹体的动能mv2＝1.6×106 JE k＝12系统消耗的总能量E＝E k＋Q＝1.76×106 J答案：(1)8×104 N (2)20 m (3)1.76×106 J。
大学物理(少学时)第9章电磁感应与电磁场课后习题答案
9-1两个半径分别为R 和r 的同轴圆形线圈相距x ，且R >>r ，x >>R ．若大线圈通有电流I 而小线圈沿x 轴方向以速率v 运动，试求小线圈回路中产生的感应电动势的大小． 解：在轴线上的磁场()()22003322222IR IR B x R x R xμμ=≈>>+32202xr IR BS πμφ==v xr IR dt dx x r IR dt d 422042202332πμπμφε=--=-=9-2如图所示，有一弯成θ 角的金属架COD 放在磁场中，磁感强度B ϖ的方向垂直于金属架COD 所在平面．一导体杆MN 垂直于OD 边，并在金属架上以恒定速度v ϖ向右滑动，v ϖ与MN 垂直．设t =0时，x = 0．求当磁场分布均匀，且B ϖ不随时间改变，框架内的感应电动势i ε．解：12m B S B xy Φ=⋅=⋅,θtg x y ⋅=,vt x =22212/()/i d dt d Bv t tg dt Bv t tg εϕθθ=-=-=⋅，电动势方向：由M 指向N9-3 真空中，一无限长直导线，通有电流I ，一个与之共面的直角三角形线圈ABC 放置在此长直导线右侧。
已知AC 边长为b ，且与长直导线平行，BC 边长为a ，如图所示。
若线圈以垂直于导线方向的速度v 向右平移，当B 点与直导线的距离为d 时，求线圈ABC 内的感应电动势的大小和方向。
解：当线圈ABC 向右平移时，AB 和AC 边中会产生动生电动势。
当C 点与长直导线的距离为d 时，AC 边所在位置磁感应强度大小为：02()IB a d μπ=+AC 中产生的动生电动势大小为：xr IRx vC DOxMθBϖv ϖ02()AC AC IbvBl v a d μεπ==+，方向沿CA 方向如图所示，在AB 边上取微分元dl ，微分元dl 中的动生电动势为，()AB d v B dl ε=⨯⋅v v v其方向沿BA 方向。
磁场与电流的作用
磁场与电流的作用
磁场和电流之间有着紧密的关系。
磁场是由电流产生的，并且电流
在存在磁场的情况下也会受到磁场的影响。
1. 电流产生磁场：当电流通过导线时，会形成一个有方向的磁场环
绕着导线。
这个磁场的方向与电流的方向有关，在导线周围形成一个
闭合的磁场线圈。
这个现象被称为“安培环路定理”。
2. 磁场对电流的作用：磁场可以对通过其的电流施加力。
根据洛伦
兹力定律，当电流通过一个磁场时，会受到与电流方向垂直的力，即
洛伦兹力。
这个力的大小与电流强度和磁场强度有关。
3. 磁场对电流的方向有影响：根据右手定则，当电流通过一个磁场时，磁场会对电流的方向施加一个力矩，使得电流在磁场中发生偏转。
这个定则可以用来确定电流受到磁场力的方向。
4. 电流产生磁场并产生相互作用：当多个导线中有电流通过时，它
们各自产生的磁场会相互作用。
这种相互作用可以导致导线之间的吸
引或排斥，这是基于电磁感应原理的基础。
总的来说，磁场和电流之间的作用是相互的。
电流可以产生磁场并
受到磁场力的作用，而磁场则可以对电流施加力并改变电流的方向。
这些相互作用是电磁学和电动力学的基础，并在电磁装置和电路中得
到广泛应用。
第9章 磁场之欧阳数创编
第9章磁场第1讲磁场及其对电流的作用知识点1 磁场、磁感应强度Ⅰ1.磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。
(2)方向：小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极受力方向。
2．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱。
(2)大小：B＝FIL(通电导线垂直于磁场)。
(3)方向：小磁针静止时N极的指向。
(4)B是矢量，合成时遵循平行四边形法则。
单位：特斯拉，符号T。
3．磁通量(1)公式：Φ＝BS。
(2)单位：韦伯，符号：Wb。
(3)适用条件：①匀强磁场；②S是垂直磁场并在磁场中的有效面积。
4．安培的分子电流假说安培认为，在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种电流——分子电流。
分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它的两侧相当于磁体的两极。
知识点 2 磁感线、通电直导线和通电线圈周围磁场的方向Ⅰ1.磁感线在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟该点的磁感应强度方向一致，疏密描述磁感应强度的强弱。
2．电流的磁场(1)奥斯特实验：奥斯特实验说明了电流的磁效应，即电流可以产生磁场，首次揭示了电和磁的联系。
(2)安培定则①通电直导线：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁场的环绕方向。
②环形电流：让右手弯曲的四指指向跟环形电流方向一致，大拇指所指的方向是环形电流中心轴线上的磁感线方向。
③通电螺线管：让右手弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。
3.几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场(2)几种电流周围的磁场分布直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场由S→N，管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱安培定则立体图横截面图纵截面图匀强磁场：磁感应强度的大小相等，方向相同的磁场。
教科版九年级物理上册第八章第二节《磁场对电流的作用》教学设计
教科版九年级物理上册第八章第二节《磁场对电流的作用》教学设计我的教学设计：一、设计意图：本节课的设计方式采用了问题驱动和实验探究相结合的方式，旨在让学生通过观察实验现象，理解磁场对电流的作用原理。
活动的目的在于培养学生的观察能力、思考能力和动手实践能力，提高他们对物理现象的兴趣和好奇心。
二、教学目标：1. 让学生了解磁场对电流的作用原理。
2. 培养学生观察、思考和动手实践的能力。
3. 激发学生对物理现象的兴趣和好奇心。
三、教学难点与重点：重点：磁场对电流的作用原理。
难点：磁场对电流作用原理的深入理解和应用。
四、教具与学具准备：教具：电磁铁、电流表、导线、开关、磁铁等。
学具：记录本、笔。
五、活动过程：1. 引入：通过展示一个电磁铁吸引铁钉的实验，引发学生对磁场对电流作用的好奇心。
2. 讲解：简要讲解磁场对电流的作用原理，让学生了解电磁铁的工作原理。
4. 讨论交流：让学生分享实验结果，引导学生思考磁场对电流作用的原因，并鼓励学生提出自己的看法和疑问。
六、活动重难点：重点：磁场对电流的作用原理。
难点：磁场对电流作用原理的深入理解和应用。
七、课后反思及拓展延伸：课后反思：通过本节课的教学，学生对磁场对电流的作用有了初步的了解，但在实验操作和现象观察方面仍有待提高。
在今后的教学中，应加强学生的实验操作指导，培养他们的观察能力和思考能力。
拓展延伸：引导学生探索电磁铁在现实生活中的应用，如电磁起重机、电磁继电器等，激发学生对物理知识的兴趣和应用能力。
重点和难点解析：一、磁场对电流的作用原理：这是本节课的核心内容，也是学生需要理解和掌握的重点。
磁场对电流的作用原理涉及到电磁学的基础知识，包括洛伦兹力、电磁感应等。
我需要通过生动的实验现象，让学生直观地感受到磁场对电流的作用，从而引导他们理解这一原理。
二、实验操作和观察能力：三、思考能力和动手实践能力：本节课的教学目标之一是培养学生的思考能力和动手实践能力。
在教学过程中，我需要通过提问、讨论等方式引导学生思考，通过实验让学生动手实践。
教科版物理九年级上册一课一练8.2.磁场对电流的作用(word版,含答案解析)
教科版物理九年级上册8.2.磁场对电流的作用一、单项选择题（共15小题；共45分）1. 一台直流电动机模型通电后不转动，但用手轻轻拨动一下就转动起来了，出现这种情况的可能原因是A. 换向器与电刷接触不良B. 轴与轴架间摩擦力太大C. 线圈中的电流太小D. 线圈内部断路2. 对于图中所示的四幅图，以下说法正确的是A. 甲图中通电导线周围存在着磁场，如果将小磁针移走，该磁场将消失B. 乙图中撤去玻璃板后二氧化氮气体和空气会混在一起，是因为分子间存在引力C. 丙图中活塞向下运动是汽油机的做功冲程D. 丁图中闭合开关，保持电流方向不变，对调磁体的、极，导体的运动方向改变3. 如图所示的用电器中，工作时将电能转化为机械能的是A. B.C. D.4. 我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器，如图所示，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车内的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，下列实验中，与电磁弹射器工作原理一致的是A. B.C. D.5. 年月日是我国海军建军周年，电磁炮测试船再次出发，对外展示出中国不凡的军事实力。
电磁炮是一种先进的装备，它是利用磁场对通电导体作用的原理，对金属炮弹进行加速，具有速度快、命中率高等特点。
以下选项中与电磁炮的工作原理相同的是A. B.C. D.6. 直流电动机中换向器的作用是A. 自动改变磁场的极和极B. 自动改变线圈中的电流方向C. 自动改变线圈中的电流方向，也能改变磁场的极和极D. 以上说法都不对7. 同学在制作简易（直流）电动机的过程中，若要改变电动机的转动方向，可以A. 将电源的正负极对调B. 改变通电电流的大小C. 换用磁性更强的磁铁D. 增加电动机的线圈匝数8. 小乐在研究“磁场对通电导体作用”时采用如图所示实验，通电后发现导体棒向右摆动，要使通电导体棒的悬线向右的摆角增大。
以下操作中可行的是A. 增大导体棒中的电流B. 减少磁铁的数量C. 颠倒磁铁磁极的上下位置D. 改变导体棒中的电流方向9. 在安装直流电动机模型时，通过改变下列哪个因素，可以改变直流电动机转动的方向A. 电流的大小B. 电流的方向C. 磁体磁性的强弱D. 电源电压的大小10. 如图所示，通电导线、固定不动，左磁体对的作用力为，右磁体对的作用力为，下列说法正确的是A. B.C. D.11. 如图所示，通电线圈在磁场中受力开始转动。
2019高中物理鲁科版大复习学案第九章 磁场的描述及磁场对电流的作用
基础课1磁场的描述及磁场对电流的作用知识点一、磁场磁感线通电直导线和通电线圈周围磁场的方向1．磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用.(2）方向：小磁针的N极所受磁场力的方向。
2．磁感线在磁场中画出一些有方向的曲线，使曲线上各点的切线方向跟这点的磁感应强度方向一致.3．几种常见的磁场(1)常见磁体的磁场（如图1所示）图1(2)电流的磁场知识点二、磁感应强度1．磁感应强度(1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。
（2)大小：B＝错误!（通电导线垂直于磁场)。
(3）方向：小磁针静止时N极的指向。
(4）单位：特斯拉(T)。
2．匀强磁场（1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场.（2）特点：疏密程度相同、方向相同的平行直线.知识点三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1．安培力的大小(1)磁场和电流垂直时：F＝BIL。
（2)磁场和电流平行时：F＝0。
2．安培力的方向图2左手定则判断：(1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内.（2）让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向。
(3)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。
[思考判断］(1）磁场中某点磁感应强度的大小,跟放在该点的试探电流元的强弱有关。
（）（2）磁场中某点磁感应强度的方向，跟放在该点的试探电流元所受磁场力的方向一致。
（）(3)在磁场中磁感线越密集的地方，磁感应强度越大。
() (4）相邻两条磁感线之间的空白区域磁感应强度为零。
（)（5)将通电导线放入磁场中,若不受安培力,说明该处磁感应强度为零。
（)(6)由定义式B＝FIL可知，电流强度I越大，导线L越长，某点的磁感应强度就越小。
()(7）安培力可能做正功，也可能做负功.（）答案(1)×(2）×（3）√(4）×(5）×（6)×（7)√磁场及安培定则的应用1．理解磁感应强度的三点注意（1）磁感应强度由磁场本身决定，因此不能根据定义式B＝FIL认为B与F成正比，与IL成反比。
如图所示是探究磁场对电流作用的实...
14．如图所⽰是探究磁场对电流作⽤的实验原理图，举例说明它⼀个应⽤电动机，把装置图中的电池
替换成灵敏电流计，可以探究电磁感应现象．
分析通电导体在磁场中受⼒转动，是电动机的原理；闭合电路的⼀部分导体在磁场中做切割磁感线运
动，会产⽣感应电流，这是电磁感应现象，实验中应将电池换成灵敏电流计．
解答解：利⽤磁场对电流的作⽤这⼀原理来⼯作的主要是电动机，再如动圈式话筒也是利⽤了这⼀原理；
如果把装置中的电池替换成灵敏电流计，则可以探究电磁感应现象，即闭合电路的⼀部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产⽣感应电流．
故答案为：电动机；灵敏电流计．
点评电动机的原理是磁场对电流的作⽤，发电机的原理是电磁感应现象，⼆者的相似度很⾼，最主要的区别就是看是否有电源．。
教科版九年级物理上册第8章第2节磁场对电流的作用教案(2)
教科版九年级物理上册第8章第2节磁场对电流的作用教案 (2)作为经验丰富的幼儿园教师，我始终相信，每一次的教学活动都应以儿童的发展为核心。
在设计本节课"磁场对电流的作用"时，我充分考虑了幼儿的认知特点和兴趣所在，力求通过生动有趣的方式，引导孩子们探索科学奥秘。
一、设计意图我的设计思路是以幼儿日常生活中熟悉的玩具电动车为切入点，通过观察电动车在磁场中的行为，引发孩子们对磁场与电流作用的好奇心。
活动中，我将引导幼儿通过实际操作，观察电动车在磁场中的运动状态，从而帮助他们理解磁场对电流的作用原理。
活动的目的在于激发幼儿对科学的兴趣，培养他们的观察能力和动手能力。
二、教学目标通过本节课的学习，孩子们能理解磁场对电流的作用，并能运用这一原理解释生活中的一些现象。
同时，我期望通过活动，培养孩子们的观察能力、动手能力和团队协作能力。
三、教学难点与重点重点是让幼儿理解和掌握磁场对电流的作用原理。
难点则是如何引导幼儿通过观察和操作，自己发现这一原理。
四、教具与学具准备我准备了玩具电动车、磁铁、电流表、导线等教具，以及每个孩子一份的观察记录表和画笔。
五、活动过程1. 情景引入：我展示电动车在磁场中受力的情景，让孩子们观察并提问："你们知道电动车为什么会停下来吗？"2. 观察与操作：孩子们分组进行实验，用导线连接电流表和磁铁，观察在通电状态下磁铁的吸引情况。
然后，他们将电动车放在磁场中，观察电动车在磁场中的运动状态。
3. 记录与分享：孩子们将观察到的现象记录在观察记录表上，并与小组成员分享自己的发现。
六、活动重难点重点是让孩子们通过观察和操作，发现磁场对电流的作用原理。
难点是引导孩子们自己发现这一原理，而不是直接告诉他们。
七、课后反思及拓展延伸课后，我反思这节课的实施效果，发现孩子们对磁场对电流的作用有了更深入的理解，但在团队合作方面还有待提高。
因此，在今后的教学中，我将更加注重培养孩子们的团队协作能力。
高中物理教学课例《磁场对通电导线的作用力》课程思政核心素养教学设计及总结反思
归纳，凸现了学生分析能力、思维探究能力、实验能力 和评价能力的培养，注重了信息技术与物理学科教学的 结合。教学中尽可能多地让学生参与课堂教学活动，加 深课堂教学的实效，体现了以学生为主体的教学理念。 从课后作业等情况来看，取得了一定的效果。但仍有几 点反思：
1、知识层次方面：本节内容含量稍多，需把握演 示实验的时间，完成本节至少要用一课时，要求全体学 生参与思考讨论，学习体会安培力方向的判断方法。左 手定则是比较抽象的内容，学生不易理解，设计时采用 演示实验的方法，用事实说话，易于帮助学生理解。
以教师应引导学生如何将三维图形用二维图形表达(侧 视图、俯视图和剖面图等等)，还要引导学生如何将二 维图形想像成三维图形。可将右图从侧视图、俯视图和 剖面图一一引导学生展示。
一般情形的安培力方向法则介绍… 结论：电流和磁场可以不垂直，但安培力必然和电 流方向垂直，也和磁场方向垂直，用左手定则时，磁场 不一定垂直穿过手心，只要不从手背穿过就行。 至于大小法则，如果电流和磁场不垂直，则将磁场 进行分解，取垂直分量代入公式即可；从这个角度不难 理解—如果电流和磁场平行，那么安培力是多少？ 【实验演示】 在玻璃器皿中放入导电液体，例如盐水，若把玻璃 器皿放在磁场中，如图所示，那么液体会转动吗？如果 转？往什么方向转？ 【自主探究】平行通电直导线之间的的相互作用 引导学生区别安培定则和左手定则，并且用这两个 定则去解释“平行通电导线之间的相互作用”这一演示 实验，解释时应明白左边的通电导线受到的安培力是右 边的通电导线所产生的磁场施加的，反之亦然。 2、安培力的大小 通电导线（电流为 I、导线长为 L）和磁场（B）方
向垂直时，通电导线所受的安培力的大小：F=BIL（最 大）
两种特例：即 F=ILB(I⊥B)和 F=0(I∥B)。 一般情况：当磁感应强度 B 的方向与导线成 θ 角 时，有 F=ILBsinθ 【注意】在推导公式时，要让学生明确两点：一是 矢量的正交分解体现两个分量与原来的矢量是等效替 代的关系，二是从特殊到一般的归纳的思维方法。（具 体推导见 P97） 还应该注意的是：尽管公式 F=ILB 是从公式 B=FIL 变形而得的，但两者的物理意义却有不同。①公式 B=FIL 是根据放置于给定磁场中的给定点上的检验电 流(电流元)受力情况，来确定这一位置的磁场的性质， 它对任何磁场中的任何点都是适用的。②公式 F=ILB 则是在已知磁场性质的基础上，确定在给定位置上给定 的一小段通电直导线的受力情况，在中学阶段，它只适 用于匀强磁场。教师应该给学生指出：物理公式在作数 学的等价变形时，其物理意义和适用范围将会发生变 化。这是应用数学知识解决物理问题时所要引起注意的 问题，但却往往被人们所忽视。 应该提醒学生注意安培力与库仑力的区别。电荷在 电场中某一点受到的库仑力是一定的，方向与该点的电
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变式训练2：如图9-2-4 所示，两倾斜放置的光滑 平行金属导轨间距为L，电 阻不计，导轨平面与水平 方向的夹角为θ，导轨上端 接入一内电阻可忽略的电 源，电动势为E.一粗细均 匀的金属棒电阻为R，金属 棒水平放在导轨上且与导 轨接触良好.欲使金属棒静 止在导轨上不动，
图9-2-4
则以下说法正确的是(
图9- 12 2-
解析：在线框转动90°的过程中，对ab和cd 边，由F=BILsin (为B与I的夹角)，B与I始终垂 直．所以安培力大小不变，方向也不变，故选项 A、B错误．对ad边 、 cb边， 逐渐增大．所受安 培力逐渐变大，方向分别为向上和向下，故选项 C错误，D正确．
8.如图9- 13所示，光滑导轨与水平面成a角， 2导轨宽L.匀强磁场磁感应强度为B.金属杆长也 为L，质量为m，水平放在导轨上．当回路总电 流为I1时，金属杆正好能静止．求： (1)B至少多大？这时B的方向如何？ (2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖 直向上，应把回路总电流I2 调到多大才能使金 属杆保持静止？
⑥ F=________ BIL
2. 一 根 容 易 形 变 的 弹 性 导 线 ， 两 端 固 定．导线中通有电流，方向如图中箭头所 示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别 加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向 外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中 正确的是( )
答案：D
3.如图9- 8所示，在同一平面上有a、b、c三根 2等间距平行放置的长直导线，依次载有电流强度为 1A、2A、3A的电流，电流方向如图，则( B ) A．导线a所受的安培力方向向右 B．导线b所受的安培力方向向右 C．导线c所受的安培力方向向右 D．由于不能判断导线c所在位置 的磁场方向，所以导线c受的安培力方 向也不能判断
图9- 11 2-
解析：由左手定则可以判断出，B受竖直 向上的安培力，能保持平衡；A受水平向左的 安培力，C受竖直向下的安培力，D受水平向 左的安培力，均不能平衡． 答案：B
7.如图9- 12所示．一个矩形线框放在匀强磁场 2中能绕OO′轴转动，当线框中通有如图所示方向的 恒定电流时，在线框转动90°的过程中( ) A．ab边和cd边受到的安培力增大 B．ab边和cd边受到的安培力逐 渐减小 C．ad边和cb边始终不受安培力 D．ad边和cb边受到的安培力逐 渐变大
2012新课程高中物理总复习第一轮
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第九章
磁
２
磁场对电流的作用
场
1.安培力大小 (1)公式： F=BIL 形).
(仅限B⊥I情
(2)适用条件：一般只适用于匀强 磁场. (3)弯曲导线的有效长度：等于两 端点所连直线的长度.
2.安培力的方向——左手定则 (1)通电导线在磁场中所受安培力的方向 可用左手定则判断. (2)左手定则：伸开左手，使大拇指跟其 余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内， 让磁感线垂直(或倾斜)穿入手心，伸开四指 指向电流方向，拇指所指的方向即为导线所 受安培力的方向. 【特别提示】电流所受的安培力的方向 既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，所 以安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导 线所确立的平面.
通电导体框在磁场中的偏转问题
一根通有电流为I1的长 直导线竖直放置，另有一矩形 导线框abcd放在竖直平面内， 通有如图9-2-5所示的电流I2， 直导线到abcd平面的距离为4r， 边长ab=cd=5r，ad=bc=6r，且 ab和cd两边所在处的磁感强度 大小均为B(由I1 产生).求ab和 图9-2-5 cd所受安培力的大小，并说明 方向.
)
A.可加垂直导轨平面向下的匀强磁场， mgRtan 磁感应强度为B= B.可加竖直向上的匀强磁场，磁感应 mgRtan 强度为B= C.所加匀强磁场磁感应强度的最小值 为B= mgRsin
EL EL
ห้องสมุดไป่ตู้D.如果金属棒的直径变为原来的二倍， 原来静止的金属棒将沿导轨向下滑动
EL
解析： 由左手定则可以判断出，加垂直导轨平面向 下的磁场，金属棒受沿斜面向上的安培力，由力 的平衡知识，A选项错．B项则明显不对． 若加垂直斜面向下的磁场，使棒平衡，所求的B值 mgR sin 最小，可以求出为 ，C选项正确． EL 如果金属棒的直径变大，它所受的重力、安培力、 弹力都将成比例增大，故金属棒仍会静止， D选项错误．
1.画出图9- 7中通电导体棒ab所受的各个 2力的方向(在方框内画)，若导线长为l，通过电 流为I，磁感强度为B，写出安培力的大小(导体 棒光滑)．
BIL ①F=________ ②F=_______ BIL
③F=________ BIL
BIL BIL ④F=________ ⑤F=_______
图9-2-6
下列叙述中正确的是(
)
A.线框有两条边所受的安培力方向 相同 B.ab与cd所受的安培力大小相同 C.线框所受的安培力的合力向左 D.ad所受安培力与bc所受安培力完 全一样
解析：由安培定则判断出MN右边的 磁感线是垂直纸面向里，再由左手定则可 以判断出，线框四个边受力都是向外的， 四个边受力方向均不相同．bc和ad所处的 磁场是相同的，这两边受力大小相同，方 向相反，而ab与cd所处位置磁感应强度大 小不同，两边受力大小不同． 答案：C
A．方向沿纸面向上，大小为( 2 1) ILB B．方向沿纸面向上，大小为( 2 1) ILB C．方向沿纸面向下，大小为( 2 1) ILB D．方向沿纸面向下，大小为( 2 1) ILB
解析：本题考查安培力的大小与方向的判断． 该导线可以用a和d 之间的直导线长为( 2 1) L 来等效代替，根据F BIl，可知 : F 大小为( 2 1) BIL，方向根据左手定则可判断是 沿纸面向上．
答案：A
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导体受力如右图所示， 水平方向：f=Fsinα
竖直方向：N=Fcosα+mg
又F=BIL，
所以：f=BILsinα,
N=BILcosα+mg
点评 涉及安培力的问题，本质上属 于力学问题，做好受力分析是关键，而 将题目中的立体图转化成某视角的平面 图(如：侧视图，俯视图等)，从而画出 准确的受力图是处理此类问题的技巧.
安培力的大小及方向的判定 在xy平面内有一通电 直导线与x、y轴相交，导 线中电流方向如图9-2-1所 示.该区域内有匀强磁场， 通电直导线所受磁场力的 方向与z轴的正方向相同. 图9-2-1
该磁场的磁感应强度的方向可能为( )
A.沿z轴正方向
B.沿z轴负方向
C.沿y轴负方向 D.沿y轴正方向 由于B的方向必不与F平行，故A、 B错，由左手定则知，选项C正确.
图9- 8 2-
4.如图9- 9所示，把一导线用弹簧挂在蹄形 2磁铁磁极的正上方，当导线中通以图示电流I时， 导线的运动情况是(从上往下看)( )A 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
图9- 9 2-
5.如图9- 10所示，用两条一样的弹簧秤吊着 2一根铜棒，铜棒处在垂直纸面的匀强磁场中，棒 中通入自左向右的电流时，所受安培力向上．且 当棒静止时，弹簧秤示数为F1；若将棒中电流反 向，当棒静止时，弹簧秤的示数为F2，且F2＞F1， 根据上面所给的信息，不能确定的是( ) A．磁场的方向 B．磁感应强度的大小 C．安培力的大小 D．铜棒的重力 图9- 10 2-
解析：当a所受安培力的合力为零时， Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感 应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向 外，则b受所加磁场的安培力向上．因Ia＞Ib， 所以小于a对b向下的安培力，b受向下的合 安培力，且比原来小．故选项D正确
安培力作用下导体的平衡问题 质量为m，长度为L的 导 体 棒 MN 静 止 于 水 平 导 轨上，通过MN的电流为I， 匀强磁场的磁感应强度为 B，方向与导轨平面成α角 斜向下，如图9-2-3所示， 求棒所受到的摩擦力和支 图9-2-3 持力.
解析：棒中通入自左向右的电流时，安 培力向上，可以判断出磁场方向是垂直纸面 向里，把安培力记为 FA ，则有F1+FA=G， F2=FA+G ， 可 以 解 出 FA=(F2-F1)/2 ， G=(F1+F2)/2.
答案：B
6.如图9- 11所示，将一个光滑斜面置于 2均匀磁场中，通电直导体棒置于斜面上．以下 四个图中，有可能使导体棒在斜面上保持静止 的是( )
图9- 13 2-
解析：(1)画出金属杆的截面图，由三 角形定则得，只有当安培力方向沿导轨平 面向上时安培力才最小，B也是最小．根据 左手定则，这时B应垂直于导轨平面向上， 大小满足：BI1L=mgsina，B=mgsina/I1L.
(2)当B的大小不变而B的方向改为竖直向上 时，这时安培力的方向变为水平向右，沿导轨方 向合力为零，得BI2Lcosa=mgsina，I2=I1/cosa.(在 解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才 能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方 向间的关系)．
点评B的方向一定不与F平行，请注意理 解这一点.
变式训练1：如图9- 2所示，两根无 2限长的平行导线a和b水平放置，两导线中 通以方向相反、大小不等的恒定电流，且 Ia ＞Ib.当加一个垂直于a 、 b所在平面的匀 强磁场B时，导线a恰好受力平衡．则与加 磁场B以前相比较( )
图9-2-2
A．b也恰好处于平衡状态 B．b受的合安培力小于原来安培力的2 倍，方向竖直向上 C．b受的合安培力等于原来安培力的2 倍，方向竖直向下 D．b受的合安培力小于原来安培力的 大小，方向竖直向下
9.如图9- 14所示，一段导线abcd位于磁 2感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方 向(垂直于纸面向里)垂直．线段ab 、 bc和cd的 长度均为L，且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的 电流为I，方向如图中箭头所示．导线段abcd所 受到的磁场的作用力的合力( )