磁场对通电导线的作用力 学案
文档属性
| 名称 | 磁场对通电导线的作用力 学案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 83.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2011-11-30 14:23:25 | ||
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文档简介
第四节 磁场对通电导线的作用力
教学目标：
1、知道安培力的方向，会用左手定则判断其方向。
2、推导安培力的表达式并能进行计算。
3、知道磁电式电流表的基本结构及工作原理。
重点 、难点： 安培力的大小和方向
课前预习：
1．磁场对 的作用力通常称为安培力。
2．左手定则：伸开_____手，使大拇指跟其余四个手指_________，并且跟手掌在__________内，把手放人______场中，让磁感线_________穿入手心，并使伸开的四指指向__________方向，那么，________所指的方向，就是________________________的方向．
3.安培力的大小：在匀强磁场中通电导线和磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小计算公式为：F =___________，当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，有F =________，若I⊥B则F = I∥B则F = 。
4、磁电式电流表的组成： 、 、 、 、 、 .（最基本的是_________和____________）
课内探究：
通电导线在磁场中会受到力的作用，我们把这个力叫做安培力。安培力是以安培的名字命名的，因为他研究磁场对电流的作用力有突出的贡献.那么安培力的方向与那些因素有关呢？
一．安培力的方向
1、实验探究：按照P81图3.1—3所示进行演示。
（1）连接电路：
(2)观察现象：
a.改变磁场的方向，观察受力的方向是否改变？
b.改变导线中的电流，观察受力的方向是否改变？
(3) 分析得出结论：（试着用自己的语言表述三个方向的关系？）
（1）、安培力的方向和 方向、 方向都有关系.
（2）安培力的方向既跟 方向垂直，又跟 方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于 的平面.（P91图3.4-1）
如何判断安培力的方向呢？
人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律一一左手定则．即：
．（如图）
例1、判断下图中导线A所受磁场力的方向.
二、安培力的大小：
通电导线（电流为I、导线长为L）和磁场（B）方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小：由B=F/IL知F=BIL,此时B和I什么关系？
若B和I不垂直，该怎么处理呢？
一般情况：当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，有F =
（如果电流和磁场不垂直，则将磁场进行分解，取垂直分量代入公式即可）
两种特例：如果电流和磁场平行F = (I⊥B)
如果电流和磁场垂直F = (I∥B)。
例2 、将长度为20cm、通有O.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示.已知磁感应强度为1T，试求下列各图中导线所受安培力的大小并在图中标明方向.
(1)FA=________N.(2)FB=________N.(3)FC=________N.(4)FD=________N.
三、磁电式电流表的结构及工作原理：
（1）电流表的组成及磁场分布
电流表主要由哪几部分组成的？
电流表中磁场分布有何特点？
（2）电流表的工作原理
①观察磁电式仪表的磁场，和通电线圈中的电流时时处于什么关系？
②判断安培力的方向，这样一对力会使线圈怎样运动？
线圈为什么不一直转下去？
③为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱
④如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向
⑤磁电式电流表的优缺点是什么，使用时要特别注意什么
当堂练习：
1、关于通电导线所受安培力F的方向与磁场磁感应强度B的方向和电流的方向之间的关系，下述说法正确的是（ ）
A．F、B、I三者总是互相垂直的
B．F总与B和I垂直，但B、I之间可以不垂直
C．B总与F和I垂直，但F、I之间可以不垂直
D．I总与F和B垂直，但F、B之间可以不垂直
2. 一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中,此时悬线的张力大于零而小于铜棒的重力.使悬线中张力为零,可采用的方法有( )
A．适当增大电流,方向不变 B．适当减小电流,方向反向
C．电流大小、方向不变 D．使原电流反向，并适当减弱磁场
3.一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过．当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力（ ）
A．大小不变，方向也不变 B．大小由零渐增大，方向随时改变
C．大小由零渐增大，方向不变 D．大小由最大渐减小到零，方向不变
4.如图，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）
A. 顺时针方向转动，同时下降
B. 顺时针方向转动，同时上升
C. 逆时针方向转动，同时下降
D. 逆时针方向转动，同时上升
5.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是 （ ）
A.B=mgtanθ/IL，方向垂直斜面向下
B.B=mgtanθ／IL，方向竖直向下
C.B=mg／IL，方向水平向左
D.B=mgcosθ/IL，方向水平向右
6.条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，如图所示，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止.下列结论正确的是 （ ）
A. 磁铁对水平面的压力减小
B.磁铁对水平面的压力增大
C.磁铁对水平面施加向左的静摩擦力
D.磁铁所受的合外力增加
7.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的均匀辐向分布的磁场，下列说法中正确的有 （ ）
A.该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同
B.该磁场的磁感应强度方向处处相同，大小不等
C.该磁场的磁感应强度大小和方向都不相同
D.线圈所处位置的磁感应强度大小都相等
8．质量为m ，长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面，整个装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向前偏转α角而重新平衡，如图。求磁感应强度B的方向和大小。
第四节 磁场对通电导线的作用力 答案
例1：答案：
例2：(1)FA=0N.
(2)FB=BIL=0.02N.
(3)FC= BILsin300=0.01N.
(4)FD= BIL=0.02N.
当堂练习：
1.B 2.A 3.C
4C 解答：两个磁极对电流的安培力方向不同，把电流分为两部分，左半部分受力方向向外，右半部分受力向里。从上往下看，通电导线将沿着逆时针方向转动。当导线转到垂直于纸面的方向时，电流受力向下，导线将向下运动。所以C选项正确。
5BC
6BC
7D
向上
解析：作好受力分析图，原题给出的是立体图是很难进行受力分析，应画出投影图，
C
B
D
第2题
第3题
图2
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5
教学目标：
1、知道安培力的方向，会用左手定则判断其方向。
2、推导安培力的表达式并能进行计算。
3、知道磁电式电流表的基本结构及工作原理。
重点 、难点： 安培力的大小和方向
课前预习：
1．磁场对 的作用力通常称为安培力。
2．左手定则：伸开_____手，使大拇指跟其余四个手指_________，并且跟手掌在__________内，把手放人______场中，让磁感线_________穿入手心，并使伸开的四指指向__________方向，那么，________所指的方向，就是________________________的方向．
3.安培力的大小：在匀强磁场中通电导线和磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小计算公式为：F =___________，当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，有F =________，若I⊥B则F = I∥B则F = 。
4、磁电式电流表的组成： 、 、 、 、 、 .（最基本的是_________和____________）
课内探究：
通电导线在磁场中会受到力的作用，我们把这个力叫做安培力。安培力是以安培的名字命名的，因为他研究磁场对电流的作用力有突出的贡献.那么安培力的方向与那些因素有关呢？
一．安培力的方向
1、实验探究：按照P81图3.1—3所示进行演示。
（1）连接电路：
(2)观察现象：
a.改变磁场的方向，观察受力的方向是否改变？
b.改变导线中的电流，观察受力的方向是否改变？
(3) 分析得出结论：（试着用自己的语言表述三个方向的关系？）
（1）、安培力的方向和 方向、 方向都有关系.
（2）安培力的方向既跟 方向垂直，又跟 方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于 的平面.（P91图3.4-1）
如何判断安培力的方向呢？
人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律一一左手定则．即：
．（如图）
例1、判断下图中导线A所受磁场力的方向.
二、安培力的大小：
通电导线（电流为I、导线长为L）和磁场（B）方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小：由B=F/IL知F=BIL,此时B和I什么关系？
若B和I不垂直，该怎么处理呢？
一般情况：当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，有F =
（如果电流和磁场不垂直，则将磁场进行分解，取垂直分量代入公式即可）
两种特例：如果电流和磁场平行F = (I⊥B)
如果电流和磁场垂直F = (I∥B)。
例2 、将长度为20cm、通有O.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示.已知磁感应强度为1T，试求下列各图中导线所受安培力的大小并在图中标明方向.
(1)FA=________N.(2)FB=________N.(3)FC=________N.(4)FD=________N.
三、磁电式电流表的结构及工作原理：
（1）电流表的组成及磁场分布
电流表主要由哪几部分组成的？
电流表中磁场分布有何特点？
（2）电流表的工作原理
①观察磁电式仪表的磁场，和通电线圈中的电流时时处于什么关系？
②判断安培力的方向，这样一对力会使线圈怎样运动？
线圈为什么不一直转下去？
③为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱
④如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向
⑤磁电式电流表的优缺点是什么，使用时要特别注意什么
当堂练习：
1、关于通电导线所受安培力F的方向与磁场磁感应强度B的方向和电流的方向之间的关系，下述说法正确的是（ ）
A．F、B、I三者总是互相垂直的
B．F总与B和I垂直，但B、I之间可以不垂直
C．B总与F和I垂直，但F、I之间可以不垂直
D．I总与F和B垂直，但F、B之间可以不垂直
2. 一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中,此时悬线的张力大于零而小于铜棒的重力.使悬线中张力为零,可采用的方法有( )
A．适当增大电流,方向不变 B．适当减小电流,方向反向
C．电流大小、方向不变 D．使原电流反向，并适当减弱磁场
3.一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过．当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力（ ）
A．大小不变，方向也不变 B．大小由零渐增大，方向随时改变
C．大小由零渐增大，方向不变 D．大小由最大渐减小到零，方向不变
4.如图，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）
A. 顺时针方向转动，同时下降
B. 顺时针方向转动，同时上升
C. 逆时针方向转动，同时下降
D. 逆时针方向转动，同时上升
5.如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是 （ ）
A.B=mgtanθ/IL，方向垂直斜面向下
B.B=mgtanθ／IL，方向竖直向下
C.B=mg／IL，方向水平向左
D.B=mgcosθ/IL，方向水平向右
6.条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，如图所示，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止.下列结论正确的是 （ ）
A. 磁铁对水平面的压力减小
B.磁铁对水平面的压力增大
C.磁铁对水平面施加向左的静摩擦力
D.磁铁所受的合外力增加
7.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的均匀辐向分布的磁场，下列说法中正确的有 （ ）
A.该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同
B.该磁场的磁感应强度方向处处相同，大小不等
C.该磁场的磁感应强度大小和方向都不相同
D.线圈所处位置的磁感应强度大小都相等
8．质量为m ，长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面，整个装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向前偏转α角而重新平衡，如图。求磁感应强度B的方向和大小。
第四节 磁场对通电导线的作用力 答案
例1：答案：
例2：(1)FA=0N.
(2)FB=BIL=0.02N.
(3)FC= BILsin300=0.01N.
(4)FD= BIL=0.02N.
当堂练习：
1.B 2.A 3.C
4C 解答：两个磁极对电流的安培力方向不同，把电流分为两部分，左半部分受力方向向外，右半部分受力向里。从上往下看，通电导线将沿着逆时针方向转动。当导线转到垂直于纸面的方向时，电流受力向下，导线将向下运动。所以C选项正确。
5BC
6BC
7D
向上
解析：作好受力分析图，原题给出的是立体图是很难进行受力分析，应画出投影图，
C
B
D
第2题
第3题
图2
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