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

§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...