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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免费

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_第1页
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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...

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