3.4《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知道什么是安培力，知道電流方向與磁場方向平行時(shí)，電流受的安培力為零；電流方向與磁場方向垂直時(shí)，電流受安培力的大小F=BIL ；電流方向與磁場方向夾角為θ時(shí)，安培力F=BILsinθ。2、左手定則熟練地判定安培力的方向。3、知道電流表的基本構(gòu)造，知道電流表測電流大小和方向的基本原理，了解電流表的基本特點(diǎn)【重點(diǎn)難點(diǎn)】安培力的大小、方向，左手定則。【學(xué)法指導(dǎo)】認(rèn)真閱讀教材，觀察插圖，體會(huì)磁場對電流的作用力大小與什么因素有關(guān)？力的方向有什么特點(diǎn)？【知識鏈接】什么是磁感應(yīng)強(qiáng)度？其定義式為：_______________，注意電流源必須_____________放置。【學(xué)習(xí)過程】一、安培力的方向用左手定則判定，安培力始終垂直于         和            所決定的平面，但         和          不一定垂直。若它二者中任一量反向，F將                。二、安培力的大?。?/span>如圖：一根長為L的直導(dǎo)線，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中且與B的夾角為，當(dāng)通過電流I時(shí)，安培力的大小可表示為F=            。當(dāng)=90°時(shí)，安培力最大，Fmax=               [來源:學(xué)科網(wǎng)]當(dāng)=0°或=180°時(shí)，安培力為                   。【典型例題】例1、見課本94頁第1題[來源:學(xué)科網(wǎng)ZXXK]例2、如圖所示，兩根平行放置的導(dǎo)電軌道，間距為L，傾角為，軌道間接有電動(dòng)勢為E（內(nèi)阻不計(jì)）的電源，現(xiàn)將一根質(zhì)量為m、電阻為R的金屬桿ab與軌道垂直放于導(dǎo)電軌道上，軌道的摩擦和電阻均不計(jì)，要使ab桿靜止，（1）所加垂直于導(dǎo)軌平面方向的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？ 方向如何？[來源:學(xué)|科|網(wǎng)Z|X|X|K]（2）所加豎直方向的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度多大？方向如何？   【訓(xùn)練測試】1.關(guān)于磁場方向、電流方向、安培力方向三者之間的關(guān)系，正確的說法是(　　)A．磁場方向、電流方向、安培力方向三者之間總是互相垂直的B．磁場方向一定與安培力方向垂直，但電流方向不一定與安培力方向垂直C．磁場方向不一定與安培力方向垂直，但電流方向一定與安培力方向垂直D．磁場方向不一定與電流方向垂直，但安培力方向一定既與磁場方向垂直，又與電流方向垂直2．(2009·汕頭模擬)如圖所示，用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線MN，電流I方向從M到N，繩子的拉力均為F.為使F＝0，可能達(dá)到要求的方法是????????????? ????????????? (　　)A．加水平向右的磁場B．加水平向左的磁場C．加垂直紙面向里的磁場D．加垂直紙面向外的磁場3．一段通電導(dǎo)線平行于磁場方向放入勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線上的電流方向由左向右，如圖所示．在導(dǎo)線以其中心點(diǎn)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過程中，導(dǎo)線受到的安培力(　　)A．大小不變，方向不變B．由零增大到最大，方向時(shí)刻變C．由最大減小到零，方向不變D．由零增大到最大，方向不變4．已知質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)為μ，有電流時(shí)，ab恰好在導(dǎo)軌上靜止，如圖所示，下圖是它的四個(gè)側(cè)視圖四種可能的勻強(qiáng)磁場方向，其中能使桿ab與導(dǎo)軌之間摩擦力為零的圖是 (　　)              5．如圖所示，接通開關(guān)時(shí)，觀察到金屬棒動(dòng)起來這說明________，斷開開關(guān)后，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片向左滑動(dòng)一段距離后，再接通開關(guān)時(shí)你觀察到________；這種現(xiàn)象說明________．[來源:Z+xx+k.Com]6．如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距為20cm，金屬棒MN的質(zhì)量為10g，電阻R＝8Ω，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8T，方向豎直向下，電源電動(dòng)勢E＝10V，內(nèi)阻r＝1Ω，當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，MN恰好平衡，求變阻器R1的取值為多少？設(shè)θ＝45°.[來源:學(xué)_科_網(wǎng)Z_X_X_K]【參考答案】1.答案：D解析：電流放入磁場中，不管電流與磁場是否垂直，安培力均垂直磁場和電流所確定的平面，即安培力總是垂直磁場方向，安培力總是垂直電流方向．[來源:學(xué)科網(wǎng)]2．答案：C解析：為使F＝0，則F安必豎直向上且F安＝mg，由左手定則可判定磁場一定是垂直紙面向里，故選項(xiàng)C正確．3．答案：D解析：導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)前，電流方向與磁場方向平行，導(dǎo)體不受安培力；當(dāng)導(dǎo)體轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度后，電流與磁場不再平行，導(dǎo)體受到安培力的作用；當(dāng)導(dǎo)體轉(zhuǎn)過90°時(shí)，電流與磁場垂直，此時(shí)導(dǎo)體所受安培力最大．根據(jù)左手定則判斷知，力的方向始終不變．選項(xiàng)D正確．4．答案：AB解析：用左手定則判斷各圖中導(dǎo)電細(xì)桿的受力方向，再判斷通電細(xì)桿所受的合力．5．答案：通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用；金屬棒擺動(dòng)的角度更大些；電流越強(qiáng)，導(dǎo)線受到的安培力越大[來源:Zxxk.Com]6．答案：7Ω解析：先根據(jù)左手定則判定安培力的方向，然后根據(jù)平衡條件列方程，再利用安培力公式以及閉合電路歐姆定律進(jìn)行求解．金屬棒平衡時(shí)的平面受力圖，如圖2所示．當(dāng)MN平衡時(shí)，有mgsinθ－BILcosθ＝0①由全電路歐姆定律，得I＝②由①、②式聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)，得R1＝7Ω.【學(xué)習(xí)反思】安培力的方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向、電流的方向三者之間的關(guān)系怎樣？畫圖說明。   

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高中物理人教版 (新課標(biāo))選修3電子課本

4 通電導(dǎo)線在磁場中受到的力

版本： 人教版 (新課標(biāo))

年級： 選修3

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