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高中物理 1.4通电导线在磁场中受到的力学案 新人教版选修3-1VIP免费

高中物理 1.4通电导线在磁场中受到的力学案 新人教版选修3-1_第1页
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§1.4通电导线在磁场中受到的力(一)(一)复习1、通电直导线垂直放在匀强磁场中受力的大小与哪些因素有关?2、当通电直导线与磁场方向平行时是否受力?成任意角呢?(二)新课教学通过第二节的学习,我们已经初步了解磁场对通电导线的作用力。安培在这方面的研究做出了杰出的贡献,为了纪念他,人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。这节课我们对安培力作进一步的讨论。1、安培力的方向1)演示实验(1)改变电流的方向现象:导体向相反的方向运动。(2)调换磁铁两极的位置来改变磁场方向现象:导体又向相反的方向运动。【结论】(1)安培力的方向和、方向有关系。(2)安培力的方向既跟磁场方向垂直,又跟电流方向垂直,也就是说,安培力的方向总是垂直于和所在的平面。2)左手定则(1)通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系,可以用左手定则来判定:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都和手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。例1:判断下图中导线A所受磁场力的方向。例2:赤道上某处有一竖直的避雷针,当带有正电的乌云经过避雷针的上方时,避雷针开始放电,则地磁场对避雷针的作用力的方向为A.正东B.正南C.正西D.正北(2)演示实验:(1)电流的方向相同时现象:两平行导线相互靠近。1(2)电流的方向相反时现象:两平行导线相互远离。【结论】(3)如图,两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时,它们相互间的作用力的方向如何?【说明】:分析通电导线在磁场中的受力时,要先确定导线所在处的磁场方向,然后根据左手定则确定通电导线的受力方向。2、安培力的大小通过第二节课的学习,我们已经知道,垂直于磁场B放置的通电导线L,所通电流为I时,它在磁场中受到的安培力:F=BIL当磁感应强度B的方向与导线平行时,导线受力为零。【思考】:当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时,导线受的安培力多大呢?将磁感应强度B分解为与导线垂直的分量B和与导线平行的分量//B,因不产生安培力,导线所受安培力是B产生的,故安培力计算的一般公式为:sinILBF例3:质量为0.5㎏的金属杆在相距1m的水平轨道上与轨道垂直放置金属杆上通以I=4A的恒定电流,如图所示,匀强磁场B垂直轨道平面,金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2,求匀强磁场的磁感应强度B多大时金属杆恰好不发生移动?§1.4通电导线在磁场中受到的力(二)(一)复习1、安培力的方向如何判断?2、安培力的大小的决定因素有哪些?3、如果电流方向与磁场方向不垂直时安培力的方向、大小如何确定?4、共点力平衡的计算方法有哪些?(二)新课教学2//B1、中学实验室里使用的电流表是磁电式电流表,下面我们来学习磁电式电流表的工作原理。(1)电流表主要由哪几部分组成的?电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。(2)磁电式电流表的工作原理磁场对电流的作用力和电流成正比,因而线圈中的电流越大,安培力越大,线圈和指针偏转的角度就越大,因此,根据指针偏转角度的大小,可以知道被测电流的强弱。当线圈中的电流方向改变时,安培力的方向随着改变,指针的偏转方向也随着改变,所以,根据指针的偏转方向,可以知道被测电流的方向。(3)电流表中磁场分布有何特点呢?为何要如此分布?电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。如图。所谓均匀辐向分布,就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心,不管线圈处于什么位置,线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。该磁场并非匀强磁场,但在以铁芯为中心的圆圈上,各点的磁感应强度B的大小是相等的。这样的磁场,可使线圈转动时,它的两个边所经过的位置磁场强弱都相同,从而使表盘的刻度均匀。(4)磁电式仪表的优缺点是什么?磁电式仪表的优点是灵敏度高,可以测出很弱的电流;缺点是绕制线圈的导线很细,允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安)。如果通过的电流超过允许值,很容易把它烧坏。2、关于通电直导线的共点力平衡典型问题(1)受力分析:对研究对象进行受力分析,要...

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