高中物理第三章磁场探究安培力知识导学案粤教选修
第三节探究安培力问题探究安培最有影响的科学工作是在电磁学领域，他在得知奥斯特的实验后，第二天就开始实验，并有了新的发现.其中，安培做了通电平行导线间相互作用的实验，如图3-3-1所示，我们可以得到这样的简单结论：若电流方向相同，两导线相互吸引；若电流方向相反，两导线相互排斥.请你根据上述结论判断下面的实验现象：把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它下端刚好跟杯中的水银面接触，并使它组成如图3-3-2电路，当开关接通后看到的现象是什么？图3-3-1图3-3-2答案：弹簧上下跳动.每条螺旋弹簧的电流方向一致，所以通电时相互吸引，吸引时触点与水银面分离而断电，断电后又失去吸引，触点重新与水银面接触，如此反复.自学导引1.通过实验可以发现，垂直放入磁场的通电导线所受的磁场力不仅跟其中的__________有关，而且跟导线的__________有关.导线长度一定时，__________越大，导线受到的磁场力越大；电流一定时，导线__________，导线受到的磁场力越大.答案：电流长短电流越长2.磁感应强度的定义是：___________________.答案：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，所受的磁场力跟电流和导线长度的乘积的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度3.磁感线的疏密表示___________________，磁感线密集的区域，磁感应强度___________________，磁场较___________________;磁感线稀疏的区域磁感应强度___________________，磁场较___________________.答案：磁场的强弱大强小弱4.如果在磁场中的某一区域，磁感应强度的___________________，这个区域的磁场就叫做匀强磁场.匀强磁场的磁感线间距___________________.答案：大小和方向处处相同相等且平行5.磁感应强度在数值上等于___________________________，因此磁感应强度又被称为______________，用______________作单位.答案：穿过垂直磁感应强度的单位面积上的磁通量磁通密度Wb/m2疑难剖析磁感应强度只决定于磁场本身【例1】下列关于磁感应强度大小的说法正确的是( )A.磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值表示该点的磁感应强度B.通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C.通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关解析:磁场中某点的磁感应强度只由磁场本身决定，与通电导线的受力无关，所以B不正确.通电导线在磁场中的受力不仅与磁感应强度有关，还跟导线的位置取向有关，若通电导线与磁场方向平行，则无论怎样安培力均为零，所以A、C不正确，只有D正确.解答:D温馨提示：(1)磁场中某点的磁感应强度只由磁场本身决定，与通电导线的受力无关.(2)通电导线在磁场中的受力不仅与磁感应强度有关，还跟导线的位置取向有关.安培力方向的判断及计算【例2】如图3-3-3所示，把一根通电的直导线放在蹄形磁铁的两个磁极上方，设导线可以自由地沿各个方向移动或转动，如电流的方向从左向右，那么在磁场力的作用下导线将怎样运动？图3-3-3图3-3-4解析:分析通电直导线受到的磁场方向，关键要确定它所在处的磁场方向，画出导线所在处的磁场如图3-3-4所示，通电导线在蹄形磁铁的磁场中，导线左端有向上的磁感应强度分量，右端有向下的磁感应强度分量.由左手定则可知，导线左端所受磁场力垂直纸面向外，右端所受磁场力垂直纸面向内，直至转到与磁场垂直为止.由于此时导线仍在磁场中，受到向下的磁场力作用，所以，导线的实际运动是一边逆时针转动一边下落（俯视）.【例3】如图3-3-5所示，质量为m、电阻为R的导体棒ab放在与水平面夹角为θ的倾角金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为Ｂ，电池内阻不计.图3-3-5若导轨光滑，电源电动势E多大才能使导体棒静止在导轨上？图3-3-6解析:将图335所示的空间立体图改画为图 3-3-6 所示的侧视图.选ab 棒为研究对象，它受到重力mg 、导轨支持力N 和安培力F ；根据平衡条件有F-Nsinθ=0Ncosθ-mg=0 其中d R E B BId F == 以上三式联立，解得电源电动势为 BdR mg E •=θtan . 磁通量的计算【例4】 如图3-3-7所示，两同心圆环a 和b ，处于同一平面内，a 的半径小于b 的半径，一条磁铁的轴线通过圆心且与圆环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量Φa 与Φb 的大小关系是 … ( )图3-3-7 A.Φa >ΦbB.Φa <ΦbC.Φa =ΦbD.无法比较解析：磁感线是封闭曲线，磁铁内部集中的磁感线条数与外部所有的磁感线条数之和应相等，穿过a 和b 圆环的磁感线既有磁铁外部磁感线又有磁铁内部磁感线.由于a 环的半径较小，面积较小，故穿过a 环的外部磁感线条数少，但穿过a 、b 两环的内部磁感线条数相等，而沿相反方向同时穿过同一面积的磁通量是相互抵消的，故抵消的条数少，即穿过a 环的磁感线条数多，由此可知Φa >Φb .答案:A拓展迁移电磁炮 根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图338，把待发射的炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个载流导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去.试判断图中炮弹的受力方向，如果想提高某种电磁炮的发射速度，理论上可怎么办？图3-3-8解析：应用安培力和动能定理就可以很轻松地解决这个问题.由左手定则，炮弹的受力方向向右，安培力大小F=BIL ，由动能定理（我们忽略一切阻力作用）：mBILs m Fs v mv s F 222122==⇒=• 故要提高电磁炮的发射速度，可增大磁感应强度、增大电流、延长导轨.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．如图所示，aefc 和befd 是垂直于纸面向里的匀强磁场I 、II 的边界，磁场I 、Ⅱ的磁感应强度分别为B 1、B 2，且B 2=2B 1，一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子垂直边界ae 从P 点射入磁场I ，后经f 点进入磁场II ，并最终从fc 边界射出磁场区域．不计粒子重力，该带电粒子在磁场中运动的总时间为（ ）A ．12πm qB B ．13π2m qB C ．1πm qB D ．13π4m qB 2．小球从某一高度处自由下落着地后反弹，然后又落下，每次与地面碰后动能变为碰撞前的14。
以刚开始下落时为计时起点，小球的v －t 图像如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）A ．图像中选取竖直向下为正方向B ．每个阶段的图线并不相互平行C ．每次与地面相碰后能够上升的最大高度是前一次下落高度的一半D ．每次与地面相碰后上升到最大高度所需的时间是前一次下落时间的一半3．太阳内部持续不断地发生着4个质子（11H ）聚变为1个氦核（42He ）的热核反应， 核反应方程是14124H He 2X →+，这个核反应释放出大量核能。
已知质子、氦核、X 的质量分别为m 1、m 2、m 3，真空中的光速为c 。
下列说法中正确的是（ ）A ．方程中的X 表示中子10nB．方程中的X表示电子0-1eC．这个核反应中质量亏损Δm=m1－m2－m3D．这个核反应中释放的核能ΔE=(4m1－m2－2m3）c24．钴－60放射性的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。
在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐射保藏与保鲜等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗。
一个钴60原子核（6027Co）放出一个β粒子后衰变成一个镍核（6028Ni），并伴随产生了γ射线。
已知钴60的半衰期为5.27年，该反应中钴核、β粒子、镍核的质量分别为m1、m2、m3。
下列说法正确的是（）A．核反应中释放的能量为（m2+m3－m1）c2B．核反应中释放出的γ射线的穿透本领比β粒子强C．若有16个钴60原子核，经过5.27年后只剩下8个钴60原子核D．β粒子是钴原子核外的电子电离形成的5．一半径为R的球形行星自转周期为T，其同步卫星距离行星表面的高度为3R，则在该行星表面绕其做匀速圆周运动的卫星线速度大小为（）A．2RTπB．4RTπC．8RTπD．16RTπ6．如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用竖直向下的力F作用在P上，使其向下做匀加速直线运动，在弹簧的弹性限度内，下列是力F和运动时间t之间关系的图象，正确的是（）A．B．C．D．7．在杨氏双缝干涉实验中，如果A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间、间距相等的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间、间距不等的条纹C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹8．平行板电容器的两极A、B接于电池两极，一个带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为θ，小球始终未碰到极板，如图所示，那么（）A ．保持电键S 闭合，带正电的A 板向B 板缓慢靠近，则θ减小B ．保持电键S 闭合，带正电的A 板向B 板缓慢靠近，则θ不变C ．电键S 断开，带正电的A 板向B 板缓慢靠近，则θ增大D ．电键S 断开，带正电的A 板向B 板缓慢靠近，则θ不变9．如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d ，其右端接有阻值为R 的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B 的匀强磁场中。
一质量为m （质量分布均匀）的导体杆ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。
现杆受到水平向左、垂直于杆的恒力F 作用，从静止开始沿导轨运动，当运动距离L 时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。
设杆接入电路的电阻为r ，导轨电阻不计，重力加速度大小为g 。
对于此过程，下列说法中正确的是（ ）A ．当杆的速度达到最大时，a 、b 两端的电压为()F R r BL+ B ．杆的速度最大值为22()F R r B L + C ．恒力F 做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量D ．安倍力做功的绝对值等于回路中产生的焦耳热10．在“油膜法估测分子的直径”实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是（ ）A ．等效替代法B ．控制变量法C ．理想模型法D ．比值定义法二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分11．如图甲所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为11∶2，其原线圈两端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈通过电流表与负载电阻R 相连。
2024-2025学年高中物理第3章磁场第3节探究安培力教案粤教版选修3-1
目标：通过具体案例，让学生深入了解安培力的特性和应用。
过程：
选择几个典型的安培力应用案例进行分析，如电动机、发电机等。
详细介绍每个案例的背景、工作原理和安培力的作用，让学生全面了解安培力在实际设备中的应用。
引导学生思考这些案例对实际生活的影响，以及如何应用安培力解决实际问题。
小组讨论：让学生分组讨论安培力在新型电磁设备中的潜在应用，并提出创新性的想法或建议。
4.学生小组讨论（10分钟）
目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。
过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与安培力相关的主题进行深入讨论。
小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。
每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。
教学方法与策略
1.教学方法选择：
本节课针对高中物理学科特点及高二年级学生的认知水平，选择以下教学方法：
-讲授法：用于讲解安培力的理论知识、公式推导和实例分析，确保学生掌握基础知识和重难点。
-讨论法：针对安培力方向的判断、实验现象分析等问题，组织学生进行小组讨论，激发学生的思维，提高课堂参与度。
-案例研究：选取与学生生活相关的电磁设备案例，分析其中安培力的作用，增强学生的实践应用能力。
解答：每个线圈所受的安培力为：
F1 = BIL = 0.4T × 5A × 0.2m = 0.4N
F2 = BIL = 0.4T × 5A × 0.1m = 0.2N
因为线圈有两个长边和两个宽边，所以每个线圈所受的总安培力为：
F = 2F1 + 2F2 = 2 × 0.4N + 2 × 0.2N = 1.2N
-教师根据评价结果调整教学策略，针对学生的薄弱环节进行有针对性的辅导，确保每位学生都能跟上课程进度。
高中物理第三章磁场第三节探究安培力时导学案粤教选修
第三节探究安培力（第三课时）安培力的应用【自主学习】一、学习目标1.知道安培力大小计算，安培力方向确定、安培力的应用2.过程与方法分析综合、归纳类比3.情感、态度与价值观理论探究结合实验探究提高综合探究能力二、重点难点1.安培力的应用、磁电式电表工作原理2.左手定则的使用三、自主学习电流表的组成及磁场分布请同学们阅读课文，让学生先看清楚磁铁、铝框、线圈、螺旋弹簧、极靴、指针、铁质圆柱等构件，了解它们之中哪些是固定的，哪些是可动的。
（1）电流表的组成电流表主要由哪几部分组成的？电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。
注意：a．铁芯、线圈和指针是一个整体；b．蹄形磁铁内置软铁是为了（和铁芯一起）造就辐向磁场；c．观察──铁芯转动时螺旋弹簧会形变。
（2）电流表中磁场分布的特点问题：电流表中磁场分布有何特点呢？电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。
问题：什么是均匀辐向分布呢？所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。
该磁场并非匀强磁场，但在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B 的大小是相等的。
问题：假如线圈转动，磁铁和铁芯之间的两个边所经过的位置其磁场强弱怎样？ 假如线圈转动，磁极和铁芯之间的两个边所经过的位置其磁场强弱是相同的。
2．电流表的工作原理 引导学生弄清楚以下几点： （1）线圈的转动是怎样产生的?当电流通过电流表中的线圈时，导线受到安培力的作用，由左手定则可以判定，线圈左右两边所受的安培力的方向相反，于是安装在轴上的线圈就要转动。
（2）线圈为什么不一直转下去？线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。
（3）为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱？电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。
所以，从线圈转动的角度就能判断通过电流的大小。
（4）如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向？线圈中的电流方向改变时安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。
导学案最新高二物理粤教版选修3-1学案：3.3 探究安培力
学案2探究安培力［学习目标定位] 1．知道安培力的概念，会用左手定则判断安培力的方向，会用公式F=B ＩL计算安培力的大小。
2.理解磁感应强度的定义,掌握磁感应强度的方向．3．知道匀强磁场以及匀强磁场的磁感线分布特点。
4。
知道磁通量的概念,会根据公式Φ=BS计算磁通量。
磁场对电流的作用力称为安培力．法国物理学家安培首先总结出磁场对电流的作用力遵循的规律．一、安培力的方向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断：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，把手放入磁场中让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么大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．二、安培力大小1。
磁感应强度（1）物理学规定，当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受安培力Ｆ跟电流I和导线长度L的乘积的比值叫做磁感应强度，用B表示,则Ｂ=错误!。
(2）磁感应强度B是矢量，其方向为该处的磁场方向，单位是特斯拉,符号是Ｔ．（３）匀强磁场:磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场．距离很近的两个异名磁极之间的磁场，通电螺线管内中间部分的磁场均是匀强磁场．2。
安培力在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，电流所受安培力F＝ＢIL.三、磁通量1．磁感应强度B与面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示,则有Φ＝BＳ，其中Ｓ为平面垂直磁场方向的面积.2。
磁通量的单位是韦伯，符号是Ｗb,1 Wb＝1＿Ｔ·m２．一、安培力的方向［问题设计］1.在如图１所示的实验中,上下交换磁极的位置,用以改变磁场方向,导线受力的方向是否改变？这个实验说明安培力的方向与什么因素有关？图1答案力的方向改变与磁场方向有关2．改变导线中电流的方向，导线受力的方向是否改变?这个实验说明安培力的方向与什么因素有关?答案力的方向改变与电流方向有关[要点提炼］1。
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判断．2．不论磁场方向和电流方向是否垂直，安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即总垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面．３。
高中物理3-3探究安培力（2）教案粤教版必修3
高中物理3-3探究安培力（2）教案粤教版必修3高中物理 3-3探究安培力（2）教案粤教版必修3[教学目标]（一）知识目标1、知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向垂直时，安培力的大小为．2、会用左手定则熟练地判定安培力的方向3、理解磁感应强度B的定义及单位．4、知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小．5、知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线的分布情况．（二）能力目标1、通过探究安培力方向的实验，培养学生探究能力和空间想象能力．2、通过探究安培力大小的实验，培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力．（三）情感目标通过实验探究，让学生体会科学发现的过程，激发学生对物理的学习兴趣，鼓励学生平时要具有用于探索的勇气和精神。
[重点与难点]重点：对磁感应强度的理解．安培力大小的计算和方向判断．难点：理解磁感应强度的概念．磁场方向、电流方向和安培力方向三者的关系。
[课时安排]1课时[教学用具]铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、电键、导线．[教学步骤]引入新课:教师: 磁场的基本性质是什么？学生：回顾前面学习的内容，得出磁场的基本性质是磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流有力的作用。
教师：在磁场的基本性质里，其中磁场对电流的作用力称为安培力。
（引入安培力概念）一、探究安培力的方向1、实验与探究（电流垂直磁场）实物演示：①电流垂直纸面向里，磁场方向向下。
②电流垂直纸面向里，磁场方向向上。
学生：观察以上实验，得出现象（电流垂直纸面向里，磁场方向向下，安培力水平向左；电流垂直纸面向里，磁场方向向上，安培力水平向右）教师:课件重复演示以上两个实验，然后根据实验现象让学生讨论安培力方向与磁场方向是否有关，最后得出结论（安培力方向与磁场方向有关）教师:先课件演示“③电流垂直纸面向外，磁场方向向上”的实验，让学生观察出此时安培力水平向左的现象，然后再实物演示进行验证，接着比较实验②、③，让学生讨论安培力方向与电流方向是否有关，最后得出结论（安培力方向与电流方向有关）学生讨论与交流：安培力F的方向跟磁场方向、电流方向之间到底有什么关系？结论：安培力既垂直与磁场方向，也垂直与电流方向。
高中物理第三章磁场安培力的应用知识导学案粤教选修
第四节安培力的应用问题探究如图3-4-1，把一个可绕固定转轴OO′转动的线圈abcd放入匀强磁场中，线圈平面平行于磁场方向.给线圈通以如图方向的恒定电流后，线圈将如何运动？图3-4-1解析：通电导体在磁场中要受到安培力作用.ab边和cd边中电流方向和磁场方向平行.因此这两边不受磁场力.由左手定则可知，ac边所受安培力的方向指向纸内；bd边所受安培力的方向指向纸外.因此，线圈受这两边力矩的作用，绕OO′轴转动.答案：绕OO′轴转动.自学导引1.电流表是测量_______________的电学仪器，我们在实验时经常使用的电流表是_______________电流表.答案：电流磁电式2.电动机有_______________与_______________，直流电动机的突出优点就是通过改变_______________很容易调节它的转速，而交流电动机的调速不太方便.答案：直流电动机交流电动机输入电压3.交流电动机可分为_______________与_______________.答案：单相交流电动机三相交流电动机4.不论是电动机，还是磁电式电流表，都是磁场中的线圈受到安培力作用而旋转起来的.线圈所在的磁场是______________________分布的，这样做的目的是_____________________.答案：均匀辐射保证通电线圈不管转到什么角度，线圈的平面都跟磁感线平行5.对于磁电式电流表，我们根据指针偏转角度的大小可以知道被测电流的强弱，这是因为磁场对电流的作用力跟电流成______________，因而线圈中的电流越大，安培力的转动作用也______________，线圈和指针偏转的角度也就______________.答案：正比越大越大6.磁电式仪表的优点是______________，可以测出______________的电流；缺点是______________，允许通过的______________，如果通过的电流______________，很容易把它______________，我们在使用时应该注意.答案：灵敏度高很弱绕制线圈的导线很细电流很弱超过允许值烧坏疑难剖析磁电式仪表的工作原理【例1】如图3-4-2是电流表内部构造图，其转动部分由圆柱形铁芯、铝框、线圈、轴和螺旋弹簧组成.试说明铁芯、铝框和螺旋弹簧的作用各是什么？图3-4-2解析：铁芯的作用是和蹄形磁铁一起形成辐轴状磁场，因而使线圈所受的安培力矩M=NBIS不受偏转角度的影响；铝框的作用是在线框转动时起电磁阻尼作用；螺旋弹簧的作用是产生和线圈的电磁力矩平衡的弹力矩，和胡克定律类似，弹力大小和转动角度成正比，因此弹力矩也和转动角度成正比，有kα=NBIS，I∝α.可见这种磁电式电表的刻度是均匀的.电动机原理【例2】如图3-4-3所示，把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在蹄形磁铁之间，盘的下边缘浸在导电液体中.把转轴和导电液体分别接到直流电源的两极上，铝盘就会转动起来.为什么?用什么方法可以改变铝盘的转动方向?图3-4-3解析：由于铝盘是良好的导体，我们可以把铝盘看成是由许多条金属棒拼合而成（可以与自行车轮胎上的辐条类比）.接通电源后，电流从铝盘中心O处流向盘与导电液的接触处，从导电液中的引出导线流出，而这股电流恰好处在一个与电流垂直的磁场中，由左手定则可以判断出它受到一个与盘面平行的安培力作用，这个力对转轴的力矩不为零，所以在通电后铝盘开始转动起来.如果对铝盘通以一恒定的电流，则铝盘就会不停地转动下去，当阻力的力矩与安培力力矩相等时铝盘就匀速转动.由安培定则不难看出，要改变铝盘的转动方向，我们可以改变电流方向或是改变磁场的方向.关于安培力的综合计算【例3】如图3-4-4所示，光滑导轨与水平面成α角，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：图3-4-4(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？图3-4-5解答：如图3-4-5，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=mgsinα，B=mgsinα/I 1L.当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BI 2Lcosα=mgsinα，I 2=I 1/cosα.温馨提示：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.拓展迁移 测磁场的磁感应强度1.在赤道上，地磁场可看成是沿南北方向的匀强磁场.若赤道上有一根沿东西方向放置的导线，长20 m ，通有30 A 的电流.测得导线所受安培力为0.03 N ，赤道上地磁场的磁感应强度为多大？答案：0.50×10-4T2.还有其他方法测磁感应强度吗？答案：其实还有很多方法测量磁场的磁感应强度. 我们知道，磁场具有能量，磁场中单位体积具有的能量叫能量密度，其值为μ22B ，式中B 是磁感应强度，μ是磁导率，在空气中μ为一已知常数.为了近似测得条形磁铁极端附近的磁感应强度B ，我们可以用一根端面面积为A 的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P ，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离Δl，并测出拉力F ，因为F 所做的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可测出磁感应强度)2(AF B B μ=.该实验利用功能原理对磁场进行测量.高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理第三章磁场第三节探究安培力教学案粤教版选修9
1．自主思考——判一判
(1)通电导线在磁场中一定受安培力。 (×)
(2)一通电导线放在磁场中某处不受安培力，该处的磁感应强度一定为零。
(×)
(3)应用左手定则时， 让磁感线穿过手心， 四指指向电流方向， 拇指指向安培力方向。 (√ )
(4)安培力的方向与 I 平行。 (× )
(5)与电场强度相似，磁场强度是表示磁场的强弱和方向的物理量。
》》》》》》》》》积一时之跬步 臻千里之遥程《 《《《《《《《《《《《
第三节 探究安培力
1.磁场对通电导线的作用力称为安培力， 安培力的方向
由左手定则判定。
2．当磁感应强度与导线方向垂直时，安培力最大，为
F＝ BIL 。当磁感应强度与导线方向平行时， 安培力
为零。
3．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，其定义
(×)
2．合作探究——议一议
(1)安培力的方向与磁场方向、电流方向有什么关系？
提示： 由左手定则知，安培力的方向既跟磁场方向垂直，
又跟电流方向垂直，即安培力
的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。
(2)安培力方向垂直于导线而且垂直于磁场方向，那么电流也一定与磁场垂直吗？
提示：根据左手定则， 通电导线在磁场中所受安培力一定垂直于导线、 垂直于磁场方向，
直导线”，只有在这个方向上导线所受的磁场力才最大，故
A 选项是错误的。若通电导线放
置方向与电流平行时，也不受磁场力作用，所以
B 选项也是错误的。在磁场场源稳定的情
况下，磁场内各点的磁感应强度 (包括大小和方向 )都是确定的，与放入该点的检验电流、导
马鸣风萧萧整理
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广东省东莞市高中物理 第三章 磁场 3.3 探究安培力教案 粤教版选修31
（1）定义：磁感应强度B与线圈面积S的乘积，叫穿过这个面的磁通量（是重要的基本概念）。
（2）表达式：φ=BS
【注意】①对于磁通量的计算要注意条件，即B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度，S是线圈面积在与磁场方向垂直的平面上的投影面积。
②磁通量是标量，但有正、负之分，可举特例说明。
（3）单位：韦伯，简称韦，符号Wb 1Wb = 1T·m2
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，方向与该点的电场方向要么相同，要么相反。而电流在磁场中某处受到的磁场力，与电流在磁场中放置的方向有关，电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL，一般情况下的安培力大于零，小于BIL，方向与磁场方向垂直。
1．安培力的方向
【演示】按照P85图3。1—3所示进行演示。
（1）、改变电流的方向，观察发生的现象.
［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，观察发生的现象.
［现象］导体又向相反的方向运动
［教师引导学生分析得出结论］ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（1）、安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系.
（2）、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.（P96图3。4-1）
【说明】左手定则是一个难点，涉及三个物理量的方向，涉及三维空间，而学生的空间想像力还不强，所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…
广东地区高中物理第三章磁场3.4安培力的应用教案粤教版选修
3-4 、安培力的应用一、教学内容分析（一）、内容和地位在《普通高中物理课程标准》选修 3-1 的内容标准中涉及本节的内容有“了解磁电式电表的结构和工作原理”。
本节内容为物理选修3－ 1 中第三章磁场中第四节的教学内容，它处在探究安培力之后，起到对安培力的巩固作用，同时又拓展了学生的知识面。
这一节的内容要求学生在实验与探究的基础上展开讨论加深对安培力的理解内容。
（二）、教学目标1、知识与技能·通过实验与探究，了解直流电动机的原理。
·通过观察与思考，了解磁电式电表的原理。
2、过程与方法· 经历探究直流电动机工作原理的过程，认识物理实验在提高直流电动机性能中的作用。
3、情感态度与价值观· 了解电动机的研制简史，体会科学理论催化技术发明的巨大作用，体验科学家探索自然规律的艰辛。
（三）教学重点与难点· 通电线圈在匀强磁场中所受安培力矩及磁电式电流表的工作原理。
二、教学方法（一）教法采用“实验探究、分析归纳、讨论分析”等方法，让学生经历知识的由来过程，激发学生的兴趣，从而形成自己的知识技能。
在教学过程中采用多媒体手段，增进教学的直观性，加大课堂密度，提高教学效率。
（二）学法在教学过程中让学生经历探究、讨论、分析、推理、运用等过程，充分提高学生的探究、分析、推理能力，发展学生的合理推理意识，培养学生主动探究的良好学习习惯。
三、教具多媒体平台四、教学过程教学程教师活动学生活动设计意图序在生产与生活中经常用到电动机，它是一种将电通过生活让学生明白引能转化为机械能的重要装置，是安培力的实际应用，与物理让本节课的内入另外，在做电学实验时，经常用到电压表和电流表，学生对本容和生活的新它们也是利用了安培力设计的。
节课的内联系。
课容产生兴趣。
复习已学知识：1、观察直通过参与讨1、安培力2、安培力的方向3、安培力的大小一、直流电动论，实验与流电动机机的模探究活动，1、电动机的分类：型。
新课标粤教版31选修三《探究安培力》WORD教案1
新课标粤教版31选修三《探究安培力》WORD 教案1一、教学目标1．明白得磁感应强度B 的定义，明白B 的单位是特斯拉．2．会用磁感应强度的定义式进行有关运算．3．明白用磁感线的疏密程度能够形象地表示磁感应强度的大小．4．明白什么叫匀强磁场，明白匀强磁场的磁感线是分布平均的平行直线．5．明白什么是安培力．明白电流方向与磁场方向平行时，电流所受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL ．6．会用公式BIL F =解答有关问题．7．明白左手定则的内容，并会用它解答有关问题．二、重点难点重点：对磁感应强度的明白得．安培力大小的运算和方向判定．难点：明白得磁感应强度的概念．磁场方向、电流方向和安培力方向三者的关系。
三、教与学教学过程：磁场不仅具有方向性，而且各处的强弱也可能不同，靠近磁极或电流处的磁场较强，为了反映磁场的差不多特性（具有力的性质），反映磁场不仅具有方向而且还有强弱，我们将引入一个叫做磁感应强度的物理量加以定量地描述（一）磁感应强度1．磁场对电流的作用【演示】利用操纵变量法来演示通电的直导线在蹄形磁铁间的磁场（能够认为磁场是平均的）中的受力跟哪些因素有关．（1）与电流的大小有关，精确实验说明I F ∝．（2）与通电导线在磁场中的长度有关，精确实验说明L F ∝（3）与通电导线在磁场中放置的方向有关，导线与磁场间的夹角越接近90°，F 越大，当通电导线平行磁场放置时，0=F ；当通电导线垂直磁场放置时，F 最大．归纳可得：在保持电流方向与磁场方向垂直时，通电导线所受的磁场对它的作用力——安培力IL F ∝．2．磁感应强度概念的引入（1）在同一磁场中的某处，不管电流I 、导线长度L 如何样变．但导线所受的安培力F 跟IL 的比值保持不变，对不同的磁场或磁场中的不同处，这一比值一样是不同的．（2）比值IL F /与放入的通电导线无关，反映了磁场本身的特性（力的性质），为了反映这一特性我们引入物理量磁感应强度B ．3．磁感应强度B定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F 跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值，叫做磁感应强度．IL FB =（电流与磁场垂直） （引导学生将IL F B =和q F E =作比较） （1）磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量，跟磁场中是否存在通电导线无关．（2）B 的大小表示磁场的强弱，B 越大表示磁场越强．（3）单位：在国际单位制中是特斯拉，简称特，符号是T ．1T ＝1N/A ·m ．（4）B 是矢量为了让B 不仅能反映磁场的强弱，还能反映磁场具有方向性，我们把磁场中某一点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向．如此磁感应强度B 这一矢量就全面地反映了磁场的强弱和方向．（5）几个常见磁场B 的大约值：地面邻近的磁场：T 107.0~T 103.044--⨯⨯永磁铁磁极邻近的磁场：T 1~T 103-工作的电机和变压器铁芯中的磁场： 1.4T ~0.8T4．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线越密的地点表示磁感强度越大．5．匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场．（1）匀强磁场的实例：相距专门近的两平行的异名磁极间的磁场；通电的长直螺线管内部（边缘部分除外）的磁场．（2）匀强磁场的磁感线分布是一组等间隔的平行线．（二）安培力磁场对电流的作用力通常称为安培力1．安培力的大小 由IL F B =可得：安培力大小BIL F =。
高中物理3.3探讨安培力学案粤教版选修3-1
第三节探讨安培力1．通过实验熟悉安培力，会用左手定则判断安培力的方向，会计算匀强磁场中安培力大小．2．理解磁感应强度的概念，会用磁感应强度的概念式进行有关计算．3．知道磁通量，能计算穿过某面积的磁通量．1．磁场对电流的作使劲称为安培力．2．安培力方向：用左手定则判定：张开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，而且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使张开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向．3．磁感应强度：物理学规定，当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度．概念式：B＝FIL．4．磁场方向：小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称为磁场方向．5．匀强磁场：在磁场的某个区域内，若是各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域内的磁场叫匀强磁场．在匀强磁场中，磁感线是一组平行且等间距的直线．6．磁通量．(1)概念：磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量．(2)概念式：Φ＝BS．安培力综合分析F＝BLI sin α(α为B、L间的夹角)，高中只要求掌握α＝0(不受安培力)和α＝90°两种情况．如图所示，一根长为0.2 m的金属棒放在倾角为θ＝37°的滑腻斜面上，并通以I＝5 A 电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度为B ＝ T ，竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？解析：金属棒受力如图所示，由平衡条件得：沿斜面方向有：F cos θ＝G sin θ，①棒所受的磁场力为：F ＝BIL ，②由①②解得棒的重力为：G ＝BIL cos θsin θ＝ N.答案： N总结：安培力是通电导体受的磁场力，从力学角度分析，对通电导体仍可借助定律、功能关系等力学规律分析．一、单项选择题1．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是(A )2.如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)(A) A．顺时针转动，同时下降B．顺时针转动，同时上升C．逆时针转动，同时下降D．逆时针转动，同时上升解析：画出蹄形磁铁的两条磁感线，在磁感线与电流相交处别离取一小段电流，如图中的BC、AD两段，由左手定则可知，AD段受安培力垂直纸面向外，BC段受垂直纸面向里的安培力，故导线将绕轴线OO′顺时针旋转(俯视)．当导线转动90°时(特殊位置法)，由左手定则可知，导线受向下的安培力作用，所以导线在顺时针转动的同时还向下运动．3．下图中磁感应强度B，电流I和安培力F之间的方向关系错误的是(D)解析：按照左手定则，F必然垂直于I和L，D项错误．4．一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是(C)A．若是B＝2 T，F必然是1 NB．若是F＝0，B也必然为零C．若是B＝4 T，F有可能是1 ND．若是F有最大值时，通电导线必然与B平行解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0<F<BIL，A、D两项不正确，C项正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F无关，B不正确．二、不定项选择题5．如图所示，两根间距为d的平行滑腻金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab恰益处于静止状态．要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的办法是(B)A．减小磁感应强度BB ．调节滑动变阻器使电阻减小C ．增大导轨平面与水平面间的夹角θD ．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变 解析：对金属杆受力分析，沿导轨方向：BEdR－mg sin θ＝0，若想让金属杆向上运动，则BEd R 增大，A 项错误；电阻减小，BEdR增大，则B 项正确；若增大θ，则mg sin θ增大，C 项错误；若电流反向，则金属杆受到的安培力反向，D 项错误．6．质量为m 的通电细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d ，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有垂直于纸面向里的电流通过杆，杆恰好静止于导轨上．在如下图所示的A 、B 、C 、D 四个图中，杆与导轨间的摩擦力必然不为零的是(CD )解析：对通电杆进行受力分析如下：按照平衡条件可以判断出C 和D 必然受到摩擦力的作用，正确选项为C 、D.此题要求考生能够对通电杆进行正确的受力分析，并按照平衡条件进行判断．7．首先对电磁作使劲进行研究的是法国科学家安培．如图所示的装置，可以探讨影响安培力大小的因素，实验中若是想增大导体棒AB 摆动的幅度，可能的操作是(BC )A ．把磁铁的N 极和S 极换过来B ．增大通过导体棒的电流强度IC ．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条D ．改换磁性较小的磁铁解析：安培力的大小与磁场强弱成正比，与电流强度成正比，与导线的长度成正比，B 、C 正确．8．(2013·长春高三检测)关于电场线和磁感线的说法正确的是(ACD ) A ．电场线和磁感线都是利用疏密表示场的强弱的 B ．电场线是客观存在的，而磁感线是不存在的 C ．静电场的电场线是不闭合的，而磁感线是闭合的曲线 D ．电场线和磁感线都不可能相交三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必需明确写出数值和单位)9.如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L ＝0.25 m 的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R .电源电动势E ＝12 V ，内阻r ＝1 Ω，一质量m ＝20 g 的金属棒ab 与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B ＝ T ，垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是滑腻的，取g ＝10 m/s 2，要维持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力； (2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R 接入电路中的阻值．解析：(1)金属棒静止在金属轨道上受力平衡，F 安＝mg sin 30°，得出F 安＝ N. (2)由F 安＝BIL ，得I ＝F 安BL，代入数据得I ＝0.5 A. (3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R 0，按照闭合电路欧姆定律得：E ＝I (R 0＋r )，解得R 0＝EI－r ＝23 Ω.答案：(1) N (2)0.5 A (3)23 Ω10．如图所示，滑腻的平行导轨倾角为θ，处在竖直向下匀强磁场中，导轨中接入电动势为E 、内电阻为r 的直流电源，电路中除电阻R 外其余电阻不计；将质量为m 、长度为L 的导体棒放在平行导轨上恰好能够处于静止状态，求磁感应强度B .解析：以导体棒为研究对象，对其受力分析如图所示，可得：BIL ＝mg tan θ，I ＝ER ＋r，解得：B ＝mg （R ＋r ）tan θEL.答案：mg （R ＋r ）tan θEL11．如图所示，PQ 和MN 为水平、平行放置的金属导轨，相距L ＝1 m ，导体棒ab 跨放在导轨上，棒的质量为m ＝0.2 kg ，棒的中点用细线经滑轮与物体相连，物体的质量M ＝0.3 kg ，棒与导轨的动摩擦因数μ＝，匀强磁场的磁感应强度B ＝ T ，方向竖直向下，为使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g 取10 m/s 2)解析：对导体ab ，由平衡条件得：F N －mg ＝0，BIL －f －F ＝0，对物体，由平衡条件得：F －Mg ＝0，又f ＝μF N ，联立以上四式解得I ＝20 A ，由左手定则知电流方向应为由b 到a . 答案：20 A 从b 流向a12．如图所示，在与水平方向成60°的滑腻金属导轨间连一电源，在相距1 m 的平行导轨上放一重力为3 N 的金属棒ab ，棒上通以3 A 的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止．求：(1)匀强磁场的磁感应强度B ； (2)ab 棒对导轨的压力．解析：先将原图改画为侧视图，对导体棒受力分析，如图所示，导体棒恰好能静止，应有：N x ＝F 安；N y ＝G ；因为tan 60°＝N xN y，所以F 安＝tan 60°，N y ＝3G ；又F 安＝BIL ；所以：(1)B ＝F 安IL ＝3G IL ＝333×1T ＝ 3 T. (2)导体棒对轨道的压力与轨道对棒的支持力N 大小相等．N ＝N y cos 60°＝Gcos 60°＝2G ＝6 N.答案：观点析。