6.1 探究磁场对电流的作用 学案 (5)

6.1
探究磁场对电流的作用
学案5
【学习目标】
1、会利用左手定则判断安培力的方向；
2、会计算匀强磁场中安培力的大小。
3、了解磁电式电流表的结构和工作原理。
【学习重点】　
安培力的大小计算和方向的判定。
【知识要点】
【预习回顾】
1、安培定则描述；
2、左手定则内容；
3、安培力大小计算公式；
【困惑答疑】
知识点1：安培力的方向
1.
电荷受电场力的方向与电场强度方向_________________；
通电导线受安培力的方向与磁感应强度方向___________。
2.
应用左手定则判断平行通电直导线间的相互作用。
同向电流相吸
异向电流相斥
知识点2：安培力的大小
例
如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数n=9，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂重新平衡。当时重力加速度g
=
9.8m/s2。
(1)导出用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式；
(2)当L=10.0cm，I=0.10A，m=8.78g时，磁感应强度是多少？
解析：(1)因为电流反向前后线圈收安培力方向相反，所以
mg=2nBIL
B
=
(2)代入数据得B
=
0.48T
知识点3：磁电式电流表
1.
构造：
2.工作原理：
【课后练习】
1．如图所示的天平可用来测定磁感应强度B.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m１、m２的砝码，天平平衡.当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡.由此可知（
B
）
A、B方向垂直纸面向里，大小为(m１-m２)g/NI
L
B、B的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NI
L
C、B的方向垂直纸面向外，大小为(m１-m２)g/NI
L
D、B的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NI
L
2．如图3-4-8所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（
A
）
A、磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B、磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用
C、磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用
　D、磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用
3．在磁感应强度B＝0.3T的匀强磁场中，放置一根长＝10cm的直导线，导线中通过I＝2A的电流.求以下情况，导线所受的安培力：(1)导线和磁场方向垂直；(2)导线和磁场方向的夹角为30°；(3)导线和磁场方向平行.0.060N
0.030N
0
4．在两个倾角均为的光滑斜面上，放有一个相同的金属棒，分别通以电流I1和I2，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图3-4-9中(a)、(b)所示，两金属棒均处于平衡状态，则两种情况下的电流强度的比值I1：I2为多少？
　　１∶cosα