《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》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《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(4頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
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,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內(nèi).讓__________從掌心進入,并使四指指向__________,這時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
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所受安培力的大小為:F=__________.
2.當(dāng)磁感應(yīng)強度B的方向與通電導(dǎo)線平行時,導(dǎo)線受力F=__________.
3.當(dāng)磁感應(yīng)強度B的方向與通電導(dǎo)線方向成θ角時,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: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)動時,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:靈敏度高,可以測出________的電流.
缺點:線圈導(dǎo)線很細,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“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?
[要點提煉]
______手定則——安培力的方向判斷
伸開________手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一個平面內(nèi);讓______從掌心進入,并使四指指向電流的方向,這時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)強度B是如何定義的?表達式是怎樣的?式中的F指的是什么?
5、
2.磁感應(yīng)強度的方向與導(dǎo)線方向必須垂直嗎?若不垂直如何計算安培力大小.
[要點提煉]
安培力大小的公式表述:
(1)當(dāng)B與I垂直時,F(xiàn)=BIL.
(2)當(dāng)B與I成θ角時,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.用公式計算安培力適用于電流處于勻強磁場中.
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,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)線放入一勻強磁場中,電流與磁場的方向如圖所示.已知磁感應(yīng)強度為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.向左運動 B.向右運動
C.靜止不動 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,外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度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,外加勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小和方向.
變式訓(xùn)練3 如圖所示,用兩根輕細懸線將質(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)強度B為多少?