高中物理 第5章 磁场与回旋加速器 4 探究安培力学案 沪科版选修3-1-沪科版高中选修3-1物理学案VIP专享VIP免费

探究安培力1.了解安培力的概念和安培力的应用.2.会用左手定则判断安培力的方向，并能用左手定则解答有关问题.(重点)3.会用公式F＝BIL计算B与I垂直和平行情况下安培力的大小，并了解其拓展公式F＝BILsinθ的应用.(重点)4.了解电流天平的构造和工作原理.一、安培力的方向1.安培力：磁场对电流的作用力.2.安培力的方向：用左手定则来判断.左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，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.1.(1)安培力的方向与磁感应强度的方向垂直.()(2)应用左手定则时，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向.()(3)安培力的方向与导线的方向垂直.()提示：(1)√(2)√(3)√二、安培力的大小1.当通电导线与磁场方向平行时，导线所受的安培力为零.2.当通电导线与磁场方向垂直时，导线所受的安培力最大，即F＝BILＷ.3.当通电导线与磁场方向不垂直时，可将磁感应强度分解为跟通电导线平行和垂直的两个分量，得出：F＝BILsinθ(θ是电流方向与磁场方向间的夹角).4.F＝BIL的适用条件：匀强磁场，对于非匀强磁场，当L足够短时，可以近似地认为导线所在处的磁场是匀强磁场.2.(1)通电导线在磁场中不一定受安培力.()(2)一通电导线放在磁场中某处不受安培力，该处的磁感应强度不一定是零.()(3)若磁场一定，导线的长度和电流也一定的情况下，导线平行于磁场时，安培力最大，垂直于磁场时，安培力最小.()提示：(1)√(2)√(3)×三、磁电流天平1.结构(如图所示)2.原理：如图所示，分别给电流天平的E形导线和螺线管通电.通电导线CD段将会受到向下的安培力，横臂右端因安培力而向下倾斜.在横臂左端加上适当的钩码，使天平恢复平衡.电流天平横臂左右两端相等，导线CD受到的安培力的大小就等于左端钩码的重力.3.使用方法(1)调节天平的调平螺母，使天平平衡.(2)给E形导线和螺线管通电，使E形导线CD段受到的安培力方向向下.(3)通过改变螺线管的电流大小来改变磁感应强度的大小.(4)在左端的挂钩上挂上适当的钩码，使天平恢复平衡.通电导线在安培力作用下的运动学案导引1.什么是安培力，安培力的方向和哪些因素有关？如何判断安培力的方向？2.如何处理通电导线（线圈）在磁场中的受力情况？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，在判断时首先确定磁场和电流所确定的平面，从而判断安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断安培力的具体方向.(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流和磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心.(3)注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系.安培力的方向与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行.2.判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向的方法(1)电流元分析法：把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段就是一个电流元.先用左手定则判断每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方向.(2)特殊位置分析法：根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置.(3)等效分析法：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁铁，其南、北极由安培定则判定.如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线中通过如图所示方向的电流I时，试判断导线的运动情况.[思路点拨]把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向.[解析]据题图所示的导线所在处的特殊位置判断其转动情况.将导线AB从N、S极的中点O分成两段，对AO、BO段所处的磁场方向如图所示，由左手定则可得AO段受安培力的方向垂直纸面向外，BO段受安培力的方向垂直纸面向里，可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动.再根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况.如图所示，导线此时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动.由上述两个特殊位置的判断可知，当导线在上述的特殊位...