高中物理 第二章 电流与磁场 2 磁场对通电导线的作用力学案 教科版选修1-1-教科版高二选修1-1物理学案VIP免费

2磁场对通电导线的作用力学习目标知识脉络1.掌握安培力、左手定则，会判断安培力的方向以及有关安培力的计算．(重点)2．理解磁感应强度的定义和物理意义．(难点)3．理解磁通量及其定义，掌握公式Φ＝BS.(难点)[自主预习·探新知][知识梳理]一、安培力磁感应强度1．安培力——磁场对通电导线的作用力(1)定义：人们把磁场对通电导线的作用力叫安培力．(2)因素：与电流大小、导线长度有关，即F＝BIL.(导体垂直磁场放置)(3)安培力的方向可用左手定则判定．伸开左手，四指并拢，使拇指与其余四个手指垂直，并处于同一平面内．把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向则左手拇指所指的方向就是安培力的方向．2．磁场的定量描述——磁感应强度(1)定义：一段通电直导线放在磁场里所受的安培力F＝BIL，其中B与导线中的电流和导线的长度无关，仅与磁场有关，表示磁场的强弱和方向，称为磁感应强度．(2)公式：B＝.(3)单位：特斯拉；符号T.(4)磁感应强度的方向与磁场的方向一致．二、磁通量1．定义：在匀强磁场中，有一个与磁感线方向垂直的平面．我们把磁感应强度B与面积S的乘积叫作穿过这个面的磁通量，简称磁通，用符号Φ表示．2．表达式：Φ＝BS.3．单位：韦伯，简称韦，符号Wb,1Wb＝1T·m2.4．磁感应强度也称为磁通密度．[基础自测]1．思考判断(1)当通电直导线垂直于磁感应强度方向时，安培力的方向和磁感应强度方向相同．()(2)已知磁场方向和电流方向判定安培力的方向用左手，若已知磁场方向和安培力的方向，判定电流的方向用右手．()(3)只要电流的方向不与磁场平行，电流就会受到安培力．()(4)磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量．()(5)若穿过某平面的磁通量为零，则该处的磁感应强度一定为零．()(6)磁通量有大小，有正负、它是矢量．()【提示】(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×2．下列各图中，表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关系，其中正确的是()C[A图，电流的方向向上，让磁场垂直于掌心向里穿过，根据左手定则可得，安培力的方向向左，故A错误；B图，电流的方向与磁场的方向平行，电流不受到安培力的作用，故B错误；C图，电流的方向向右，让磁场垂直于掌心向里穿过，根据左手定则可得，安培力的方向向上，故C正确；D图，电流的方向向里，让磁场垂直于掌心选项穿过，根据左手定则可得，安培力的方向向左，故D错误；故选：C.]3．如图221所示，长度为L的通电直导线位于匀强磁场中，导线与磁场方向垂直．当导线中的电流为I时，导线所受安培力的大小为F.则该匀强磁场的磁感应强度大小为()【导学号：37032037】图221A．B．C．FILD．FIA[电流与磁场垂直，安培力最大，为F，电流大小为I，长度为L，故磁感应强度大小为：B＝，故B、C、D错误，A正确；故选A．]4．将面积为0.50m2的单匝线圈放在磁感应强度为2.0×102T的匀强磁场中，线圈与磁场垂直，下列说法正确的是()A．穿过线圈的磁通量为0B．穿过线圈的磁通量为100WbC．穿过线圈的磁通量为200WbD．穿过线圈的磁通量为400WbB[当线圈平面与磁感线垂直时，穿过线圈的磁通量：Φ＝BS＝2.0×102×0.50Wb＝1.0×102Wb，故B正确．][合作探究·攻重难]安培力的大小和方向1．安培力大小的计算(1)若B与I(L)垂直时，F＝BIL，此时所受的安培力最大；(2)若B与I(L)平行时，F＝0；(3)在计算安培力时，若放入磁场中的导线是弯曲导线，其安培力求解时应用其长度的有效值，即两端点所连直线的长度．如图222所示：图222(4)当导线方向与磁场方向斜交时，所受到的安培力介于零和最大值之间．2．安培力方向的判断(1)安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，但磁场方向与电流方向不一定垂直，由此可知安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面．(2)当磁场方向、电流方向、安培力方向两两垂直时，只要已知其中任意两个力的方向，就可以判断第三个力的方向．(3)当不能确定磁场方向和电流方向是否垂直时，若已知磁场方向(或电流方向)与安培力的方向，电流方向(或磁场方向)不唯一．将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图223所示，已知磁感应强度为1T．试求出下列各图中导线所受...