高二物理学案3.4《通电导线在磁场中受到的力》(人教版选修3-1)带答案.docx

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1、第4节　磁场对通电导线的作用力一.课前预习1．安培力的方向-----左手定则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：伸开手，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，让垂直穿入手心，并使伸开的四指指向的方向，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。说明：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。2．安培力的大小(1)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=　　。(

2、2)当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为　　　。(3)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F=　　　。3．磁电式电流表(1)电流表主要由哪几部分组成的？电流表由　　　　　　、铁芯、　　　　、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。(2)为什么电流表可测出电流的强弱和方向？磁场对电流的作用力和电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力越，线圈和指针偏转的角度就越，因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着，指针的偏转方向也随着，所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流

3、的方向。1.左，磁感线，电流，平面2.BIL，零，BILsinθ3.永久磁铁，线圈，大，大，改变，改变二．课堂练习1．在下面的四幅图中，正确标明了通电导线所受安培力F方向的是(B)2．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(B)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IC．B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于ID．I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B3．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

4、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(D)A．水平向左B．水平向右C．竖直向下D．竖直向上1．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(AC)A．适当增大电流B．使电流I反向C．保持电流I不变，适当增大BD．使磁场B反向2．一根长为0.2m的电流为2A的通电导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是(BCD)A．0.4NB．0.2NC．0.1ND．03．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理

5、如图所示，1982年，澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定电流10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（不计轨道摩擦）解：(1)弹体在磁场力的作用下做匀加速直线运动，，B=55T(2)当弹体速度达到10km/s时，磁场力的功率最大。P=Fv=BILv=1.1×107W4．如图所示，在一个范围足够大、磁感应强度B=0.4T的水平匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起呈水平静止状态，且使金属棒与磁

6、场方向垂直。已知金属棒长L=0.2m，质量m=0.02kg。(1)若棒中通有I=2.0A向左的电流，求此时金属棒受到的安培力F的大小；(2)改变通过金属棒的电流大小，使细线对金属棒的拉力恰好为零，求此时棒中电流的大小。解：(1)此时金属棒受到的安培力大小F=BIL=0.16N(2)悬线拉力恰好为零，金属棒沿竖直方向受重力和安培力，由金属棒静止可知安培力=mg所以此时金属棒中的电流==2.5A三．课后提高5．水平放置的平行金属导轨相距为d，导轨一端与电源相连，垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示。长为l的金属棒ab静止在导轨上

7、，棒与导轨成60°角，此时，通过金属棒的电流为I，则金属棒所受的安培力大小为________。BId6．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行。关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是(BC)A．线框有两条边所受的安培力方向相同B．线框有两条边所受的安培力大小相同C．线框所受安培力的合力朝左D．线框所受安培力的合力朝右1．在倾角为的光滑斜面上，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：(1)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；(2)欲使棒静

8、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。解：(1)垂直于斜面向上，(2)水平向左，