高中物理 第2章 电流与磁场 2 磁场对通电导线的作用力教师用书 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)安培力磁感应强度[先填空]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．[再判断]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．(√)[后思考]一个通电导体在磁场中所受安培力为零，能否说磁感应强度就一定为零？【提示】不能，因为通电导线在磁场中若和磁感线平行，所受安培力就为零，但磁感应强不为零．1．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/51有效值，即两端点所连直线的长度．如图221所示：图221(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)不唯一．3．磁感应强度的定义B＝(1)通过实验可得出：在磁场中同一点垂直磁场放置导体时，电流受到的安培力F与IL的比值是一个常量，所以磁场中某点的磁感应强度与安培力F的大小、IL乘积大小无关，而在不同点安培力F与IL的比值一般不同，因此磁感应强度是由磁场本身的性质决定的．这就是比值法定义物理量．(2)B＝定义了磁感应强度的大小，其中的B与F都是矢量，但是B与F的方向并不相同，而是垂直的关系．1．下列说法正确的是()A．如果通电导线在磁场中某处不受安培力作用，则该处不存在磁场B．即使通电导线在磁场中某处不受安培力作用，该处也可能存在磁场C．通电导线在磁场中受安培力大的位置磁场强D．磁场越强的位置，通电导线受到的安培力越大【解析】当通电导线平行磁场放置时，不受安培力的作用，故B正确，A错误．安培力的大小与通电导线的长度、电流的大小、磁场的强弱以及电流与磁场间的方向有关系，故C、D均错误．所以正确选项为B.【答案】B2．关于磁感应强度，下列说法正确的是()A．由B＝可知，B与F成正比，与IL成反比B．通电导线放在磁场中的某点，此点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，此点的磁感应强度就为零C．通电导线受安培力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受安培力的地方一定不存在磁场(即B＝0)D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关【解析】磁感应强度B＝是定义式，用来量度某处的磁感应强度，但磁感应强度是由磁场本身的性质决定的，与放入的通电导线无关；当通电导线与磁场方向平行时受磁场力为零，但不能说明B＝0，故A、B、C均错，只有D正确．/52【答案】D3．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222所示，已知磁感应强度为1T．试求出下列各图中导线所受安培力的大小...