2022年高中物理 第二章 第三節(jié)《磁場對通電導(dǎo)線的作用》導(dǎo)學(xué)案新人教版選修1

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1、2022年高中物理 第二章 第三節(jié)《磁場對通電導(dǎo)線的作用》導(dǎo)學(xué)案新人教版選修1 一、安培力的方向 1.安培力:通電導(dǎo)線在__________中受的力. 2.決定安培力方向的因素:__________和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向. 3.左手定則:如圖1所示,伸開左手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi).讓__________從掌心進(jìn)入,并使四指指向__________,這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受__________的方向. 4.安培力的特點(diǎn) F⊥B,F(xiàn)⊥I,即F垂直于__________決定的平面. 5.平行通電導(dǎo)線間的作用力:電流方向相同,兩導(dǎo)線相互____

2、____________,電流方向相反,兩導(dǎo)線相互________________. 二、安培力的大小 1.當(dāng)通電導(dǎo)線垂直磁場方向放置時(shí)所受安培力的大小為:F=__________. 2.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與通電導(dǎo)線平行時(shí),導(dǎo)線受力F=__________. 3.當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與通電導(dǎo)線方向成θ角時(shí),F(xiàn)=__________.θ為B與I的夾角. 三、磁電式電流表 1.原理:通電線圈在磁場中受到________而偏轉(zhuǎn).線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大,被測電流就________.根據(jù)線圈________,可以知道被測電流的方向. 2.構(gòu)造:________、線圈、螺旋彈簧、指針、極靴.

3、 3.特點(diǎn):兩磁極間的極靴和極靴中間的鐵質(zhì)圓柱,使極靴與圓柱間的磁場都沿________方向,保證線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),安培力的大小不受磁場影響,電流所受安培力的方向總與線圈平面垂直.使線圈平面總與磁場方向________,使表盤刻度均勻. 4.優(yōu)點(diǎn):靈敏度高,可以測出________的電流. 缺點(diǎn):線圈導(dǎo)線很細(xì),允許通過的電流很弱. 課內(nèi)探究學(xué)案 一、安培力的方向 如圖3所示,用一蹄形磁鐵慢慢地接近發(fā)光的白熾燈泡可以看到燈絲顫抖起來,你能解釋一下燈絲為什么會(huì)“顫抖”嗎? 1.電場力是怎樣產(chǎn)生的?安培力呢?   2.安培力的方向與哪些因素有關(guān)?如何來判斷?   3.安培力的方向、磁

4、場方向、電流方向在同一平面內(nèi)嗎?   4.平行通電直導(dǎo)線間的作用力是怎樣產(chǎn)生的?什么情況下兩導(dǎo)線相吸引?什么情況下相排斥?   [要點(diǎn)提煉] ______手定則——安培力的方向判斷 伸開________手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi);讓______從掌心進(jìn)入,并使四指指向電流的方向,這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向. [問題延伸] 安培定則又稱_______手螺旋定則,是判斷電流產(chǎn)生的磁場方向的;左手定則是判斷電流在磁場中所受安培力方向的. 二、安培力的大小 1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B是如何定義的?表達(dá)式是怎樣的?式中的F指的是什么?

5、   2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與導(dǎo)線方向必須垂直嗎?若不垂直如何計(jì)算安培力大?。?    [要點(diǎn)提煉] 安培力大小的公式表述: (1)當(dāng)B與I垂直時(shí),F(xiàn)=BIL. (2)當(dāng)B與I成θ角時(shí),F(xiàn)=BILsin θ,θ是B與I的夾角. [問題延伸] 1.彎曲導(dǎo)線的有效長度L,等于連接兩端點(diǎn)直線的長度(如圖4所示);相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端. 2.公式F=IBLsin θ中的Lsin θ也可以理解為垂直于磁場方向的“有效長度”. 3.用公式計(jì)算安培力適用于電流處于勻強(qiáng)磁場中. 三、磁電式電流表 1.磁電式電流表的構(gòu)造是怎樣的?    2.磁電式電流表的原理是什么?   

6、 3.磁電式電流表優(yōu)、缺點(diǎn)是什么?    [問題延伸] 1.線圈通入的電流越大,指針偏轉(zhuǎn)的角度________,指針偏轉(zhuǎn)的角度和電流成________. 2.通電線圈中的電流方向改變時(shí),線圈受到的安培力方向________,指針的偏轉(zhuǎn)也____. 例1 將長度為20 cm、通有0.1 A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場中,電流與磁場的方向如圖所示.已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T,試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向. 變式1 如圖所示,其中A、B圖已知電流方向及其所受磁場力的方向,試判斷并在圖中標(biāo)出磁場方向.C、D圖已知磁場方向及其對電流作用力的方向,試判斷電流方

7、向并在圖中標(biāo)出. 例2 一條形磁鐵放在水平桌面上,在它的上方靠S極一側(cè)吊掛一根與它垂直的導(dǎo)體棒,圖中只畫出此棒的橫截面圖,并標(biāo)出此棒中的電流是流向紙內(nèi)的,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.磁鐵受到向右的摩擦力 D.磁鐵受到向左的摩擦力 變式2 如圖所示,把輕質(zhì)導(dǎo)電線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近,磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面,當(dāng)線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后,則線圈(  ) A.向左運(yùn)動(dòng) B.向右運(yùn)動(dòng) C.靜止不動(dòng) D.無法確定 例3 在傾角為α的光滑斜面上,置一通有電流I,長為L,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒,如圖所示,試問: (1)欲使棒靜止在斜面上,外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向. (2)欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力,外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向. 變式訓(xùn)練3 如圖所示,用兩根輕細(xì)懸線將質(zhì)量為m、長為L的金屬棒ab懸掛在c、d兩處,置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場內(nèi).當(dāng)棒中通以從a到b的電流I后,兩懸線偏離豎直方向θ角,棒處于平衡狀態(tài).則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少?

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