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2019-2020年高中物理 通電導線在磁場中受到的力導學案 新人教版選修3-1 【學習目標】 1、認識安培力。 2、會判斷安培力的方向。 3、會計算勻強磁場中的安培力。 4、了解磁電式電流表的基本原理 〖前置作業(yè)〗 1、左手定則： 。 2、垂直于磁場B放置、長為L的一段導線，當通過的電流為I時，它所受的安培力F為 。當磁感應強度B的方向與導線方向夾角成角時，它可以分解為 和 的分量。導線所受的安培力只是 的分量產(chǎn)生的，安培力的大小為 3、磁電式儀表最基本的組成部分是 和 。為了使電流表表盤的刻度均勻，兩磁極間裝有極靴，極靴中間又有一個鐵質(zhì)圓柱，使磁場都沿 方向，線圈始終跟磁感線 。 〖課堂探究〗 知識點1.左手定則 磁感線方向——穿過手心 電流方向——四指指向 安培力方向——拇指指向 [例1] 關于通電導線所受安培力F的方向與磁感應強度B的方向和電流方向之間的關系，下列說法正確的是______ A.F、B、I三者總是互相垂直的 B.F總是與B和I垂直，但F、B之間可以不垂直 C.B總與F和I垂直，但F、I之間可以不垂直 D.I總與F和B垂直，但F、B之間可以不垂直 [總結] 。 [變式訓練1] 如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，它 的上方有一與磁鐵垂直的長直導線，正緩慢的自左向右 移動，直導線中通以垂直紙面向里外的電流，則磁鐵受 S N V 桌面的摩擦力作用為（磁鐵始終不動） A、先減少后增大 B、先增大后減少 C、一直增大 D、一直減少 知識點2. 安培力的大小 [例2] 如圖所示，在勻強磁場中放有下列通電導線，長度為L、電流強度為I、磁感應強度為B，求各導線所受的安培力的大小和方向。 （1） （2） α B I BI B2 M N b c d a [變式訓練2]如圖所示，ab邊與MN平行， 關于線框的受力下列敘述正確的是（ ） A、線框有兩條邊所受安培力方向相同 B、線框有兩條邊所受安培力大小相同 C、線框所受的安培力的合力方向向左 D、線框所受的安培力的合力方向向右 S N 〖難點精析〗由于磁感應強度B的方向、電流的方向、安培力的方向涉及三維空間，所以要熟練掌握把立體圖形改畫成平面圖形的方法技巧，以便于畫受力圖分析受力情況。安培力的方向用左手定則判斷，但更要明確電流與磁感應強度方向不一定垂直，但所決定的平面一定與安培力垂直。 〖綜合拓展〗[例3] 如圖所示，把一重力不計的 通電直導線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導 線可以自由轉(zhuǎn)動，當導線通入圖示方向電流時， 導線的運動情況是（俯視圖）（ ） A、順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降 B、順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升 C、逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降 D、逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升 〖基礎達標〗 1、根據(jù)已知的兩個量的方向，標明第三個量的方向。 B F A B I B C F I F I D E I B F I F 2、.條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠S極一側吊掛一根與它垂直的導電棒，如圖所示，當導體棒內(nèi)通入流向紙內(nèi)的電流時，在通電的一瞬間，可能產(chǎn)生的情況是_______ A.磁鐵對桌面的壓力減小 B.磁鐵對桌面的壓力增大 C.磁鐵受向左的摩擦力 D.磁鐵受向右的摩擦力 I I 3、兩根平行放置的通電直導線電流方向如圖所示， 兩根導線都可以自由運動，則（ ） A、 兩根導線在紙面內(nèi)相互靠攏 B、 兩根導線在紙面內(nèi)相互遠離 C、 右導線上端向紙內(nèi)旋轉(zhuǎn)，左導線上端向紙外旋轉(zhuǎn) D、 右導線上端向紙外旋轉(zhuǎn)，左導線上端向紙內(nèi)旋轉(zhuǎn) 4、下列關于磁電式電流表的有關說法，正確的是（ ） A、電流表的工作原理是安培力對通電導線的加速作用 B、電流表的工作原理是安培力對通電導線的轉(zhuǎn)動作用 C、電流表指針的偏轉(zhuǎn)角與所通電流成正比 D、電流表指針的偏轉(zhuǎn)角與所通電流成反比 5、一段通電直導線平行與磁場方向放入勻強磁場中，如圖所示，導線上電流方向由左指向右，當導線以其中點O為軸旋轉(zhuǎn)90的過程中，導線受到的安培力（ ） A、大小不變，方向不變 O B B、由“0”增至最大，方向時刻變 C、由最大減少至“0”，方向不變 D、由“0”增至最大，方向不變 〖能力提升〗 6、如圖所示，質(zhì)量為m的細桿ab置于傾角為θ的導軌上，ab處于磁場中，ab與導軌間動摩擦因數(shù)為μ，有電流時，ab恰好靜止在導軌上，則從b端的側視圖看，其中桿 ab與導軌間摩擦力可能為“0”的是（ ） θ a θ b 甲 θ A θ B θ C θ D 乙 7、在傾角為30的光滑斜面上垂直放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導體棒，一勻強磁場垂直于斜面向下，如圖所示，當導體棒通有垂直紙面向里的電流I時，導體棒恰好靜止在斜面上，則磁感應強度的大小B為多少？ 30 B I