2018版高中物理 第6章 磁场对电流和运动电荷的作用 第1节 探究磁场对电流的作用学案 鲁科版选修3-1

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1、第1节　探究磁场对电流的作用学习目标知识脉络1.知道安培力的定义及安培力大小的决定因素.2.会用F＝IlB计算B与I垂直情况下的安培力．(重点)3.知道左手定则，并会用它判定安培力的方向．(重点)4.知道电流表的基本构造及其测电流大小和方向的基本原理.科学探究——安培力1．安培力磁场对电流的作用力．2．科学探究：安培力与哪些因素有关(1)实验探究采用的方法：控制变量法．(2)当通电导线与磁感线垂直时，实验结论是：①当其他因素不变，磁感应强度增大时，安培力增大；②当其他因素不变，电流增大时，安培力增大；③当其他因

2、素不变，导体长度增大时，安培力增大；④安培力的方向由磁场方向和电流方向共同决定．3．安培力的大小(1)F＝IlB.(2)适用条件①通电导线与磁场方向垂直．②匀强磁场或非匀强磁场中很短的导体．4．方向——左手定则(如图611所示)：判断安培力的方向，伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电直导线在磁场中的受力方向．图6111．通电导体在磁场中所受安培力为零，该处磁感应强度一定为零．(×)2．磁感应强度的方向与安培力的方向垂直．(√)3

3、．通电导体在磁场中所受安培力F一定等于IlB.(×)安培力的方向与通电直导线方向、磁感应强度的方向有什么关系？【提示】　与导线方向、磁感应强度方向都垂直．如图612所示，把一条通电导线平行地放在小磁针的上方，我们发现小磁针发生偏转．图612探讨1：当改用两节或者更多的电池时，小磁针偏转的快慢有什么变化？【提示】　变快．探讨2：把小磁针放在距离导线稍近的地方进行实验，小磁针偏转的快慢又有什么变化？这说明什么？【提示】　变快；这说明电流大和磁场强时，小磁针受到的作用力大．1．安培力的方向(1)安培力的方向总是垂直于

4、磁场方向和电流方向所决定的平面，但B与I不一定垂直．(2)已知I、B的方向，可唯一确定F的方向；已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可唯一确定I的方向；已知F、I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定．2．安培力的大小(1)当电流方向与磁场方向垂直时，F＝IlB.此时通电导线所受安培力最大．(2)当电流方向与磁场方向不垂直时，F＝IlBsinθ(θ是I和B之间的夹角)．(3)当通电导线的方向和磁场方向平行(θ＝0°或θ＝180°)时，安培力最小，等于零．(4)若导线是弯曲的，公式中的l并不是导线的总长度，而

5、应是弯曲导线的“有效长度”．它等于连接导线两端点直线的长度(如图613所示)，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端．图6131.请画出如图614所示的甲、乙、丙三种情况下，导线受到的安培力的方向．甲　　　　　　　乙　　　　　　　　丙图614【解析】　画出甲、乙、丙三种情况的侧面图，利用左手定则判定出在甲、乙、丙三种情况下，导线所受安培力的方向如图所示．甲　　　　　　乙　　　　　　　丙【答案】　见解析2．如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流均为I，磁感应强度均为B，求各导线所受到的安培力的大

6、小．【解析】　A图中，F＝IlBcosα，这时不能死记公式而错写成F＝IlBsinα.要理解公式本质是有效长度或有效磁场，正确分解．B图中，B⊥I，导线再怎么放，也在纸平面内，故F＝IlB.C图是两根导线组成的折线abc，整体受力实质上是两部分直导线分别受力的矢量和，其有效长度为ac，故F＝IlB.D图中，从a→b的半圆形电流，分析圆弧上对称的每一小段电流，受力抵消合并后，其有效长度为ab，故F＝2IRB.E图中，F＝0.【答案】　A：IlBcosα　B：IlB　C：IlB　D：2IRB　E：03．一个可以自由

7、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，当两线圈通以如图615所示的电流时，从左向右看，线圈L1将(　　)图615A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸面内平动【解析】　把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流L2的中心，通电后，小磁针的N极应指向该环形电流L2的磁场方向，由安培定则知L2产生的磁场方向在其中心竖直向上，而L1等效成的小磁针转动前N极应指向纸里，因此应由向纸里转为向上，所以从左向右看，线圈L1顺时针转动．【答案】　B分析导体在磁场中运动的常用方法电

8、流元法把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流(反过来等效也成立)，然后根据磁体间或电流间的作用规律判断特殊位置法通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向结论法两平行直线电流在相互作用过程