高中物理 第5章 磁场与回旋加速器 5.4 探究安培力学案 沪科版选修3-1-沪科版高二选修3-1物理学案VIP专享VIP免费

5.4探究安培力学习目标知识脉络1．知道什么是安培力．(重点)2．知道左手定则的内容，学会用左手定则判断安培力的方向．(重点)3．掌握用安培力公式F＝BIL解答有关问题，通过安培力公式的应用，培养空间想象能力．(重点、难点)[自主预习·探新知][知识梳理]一、安培力的方向1．安培力磁场对电流的作用力称为安培力．2．左手定则伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，且都跟手掌在同一个平面内；让磁感线穿入手心，使四指指向电流方向，则大拇指所指的方向就是安培力的方向．3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系F⊥B，F⊥I，即F垂直于电流方向和磁场方向所决定的平面．二、安培力的大小1．因素通电导体在磁场中受到的安培力的大小，跟导体的长度L、导体中的电流I、磁感应强度B都成正比．2．计算公式(1)当电流方向与磁场方向垂直时，F＝BIL.(2)当电流方向与磁场方向夹角为θ时，F＝BILsin_θ.(3)当电流方向与磁场方向平行时，F＝0.[基础自测]1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”．)(1)通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用．(×)(2)通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直．(√)(3)应用左手定则时，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向．(√)(4)安培力的大小由电流强度、磁感应强度两个因素决定．(×)(5)将长度为L、电流强度为I的导体放入磁感应强度为B的磁场中，导体所受安培力的大小一定是F＝BIL.(×)(6)通电导线放入磁场中不受安培力的作用，则通电导线一定和磁场方向平行．(√)【提示】(1)×通电直导线与磁场方向平行时，不受安培力．(4)×安培力的大小还跟导体长度有关．(5)×只有在电流方向与磁场方向垂直时才有F＝BIL.2．一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()D[A图中I与B平行应不受安培力，故A错误，由左手定则知B、C错误，D正确．]3.如图541所示，长为2L的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()【导学号：69682264】图541A．0B．0.5BILC．BILD．2BILC[V形通电导线的等效长度为L，故安培力的大小为BIL，C正确．][合作探究·攻重难]安培力的方向与安培力作用下导体的运动1．安培力的方向(1)安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，但B与I不一定垂直．(2)已知I、B的方向，可唯一确定F的方向；已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可唯一确定I的方向；已知F、I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定．2．判断导体在磁场中运动情况的五种常用方法电流元法把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向特殊位通电导线转动到某个便于分析的特殊位置时，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向置法等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立．然后根据同极相斥、异极相吸或者根据同向电流相吸、反向电流相斥判断相互作用情况结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动或运动趋势的问题时，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图542所示的电流时，从左向右看，线圈L1将()图542A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸面内平动思路点拨：①可采用等效法，将L1等效为小磁针，确定L2产生的磁场后判断L1受力运动情况．②可采用结论法，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．B[方法一：等效分析法．把线圈L1等效为...