高中物理 第1章 电与磁 第5节 奥斯特实验的启示教师用书 粤教版选修1-1-粤教版高二选修1-1物理学案VIP免费

第五节奥斯特实验的启示课标解读重点难点1.了解奥斯特发现电流磁效应的历程.2.会判断安培力的方向.3.知道影响安培力大小的因素.1.安培力的方向．(重难点)2.影响安培力大小的因素．(难点)奥斯特实验与安培力1.基本知识(1)奥斯特的发现丹麦科学家奥斯特通过实验发现了电流的磁效应，说明电流能够产生磁场．它使人们第一次认识到电和磁之间确实存在某种联系．(2)安培与安培力①安培力的定义：磁场对通电导体的作用力称为安培力．②安培力的方向：用左手来判断，伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向．③安培力的大小实验表明，如图151所示，通电导体所受的安培力的大小与磁感应强度、电流大小以及磁场中垂直磁场方向的导体长度有关．磁场越强，导体中电流强度越大，通电导体在磁场中垂直磁场方向的长度越长，通电导体所受的安培力就越大．图1512．思考判断(1)安培力的大小只跟磁感应强度、电流大小和导体长度有关．(×)(2)当电流与磁场平行时，电流不受安培力．(√)3．探究交流在现实生活中，在废旧钢铁收购场，我们经常看见磁性起吊机能吊起成吨的钢铁，磁性起吊机是用永久性磁铁做成的吗？若不是，那是什么做成的呢？【提示】磁性起吊机用电磁铁来吊起重物，在通电导体的周围存在着磁场，当我们接通电源，它便提起钢铁碎片；当起重机把碎片搬到适当的位置，再切断电源，碎片就从电磁铁上掉下来．若用永久性磁铁，则钢铁始终被吸住，无法达到搬运的目的．1安培力的方向判定【问题导思】1.怎样判定安培力的方向？2.F、B、I三者的关系如何？安培力的方向既跟磁感应强度的方向垂直，又跟电流方向垂直．三个方向之间的关系可以用左手定则来判定：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿入手心，并使四指指向电流的方向，那么，拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向．1．由左手定则可判定F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直，即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，首先确定磁场与电流所决定的平面，从而判断出安培力的方向．2．若已知B、I方向，安培力的方向唯一确定；但若已知B(或I)与安培力的方向，I(或B)的方向不唯一．3．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．安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行．如图152所示，其中A、B图已知电流和其所受磁场力的方向，试判断图中的磁场方向．C、D图已知磁场和它对电流作用力的方向，试判断图中的电流方向．(我们用“×”表示方向垂直纸面向里)图152【审题指导】根据左手定则判断．【解析】根据左手定则，导线在磁场中受力的方向既要与磁感线垂直，还要与导线中的电流方向垂直，即垂直于磁感线与电流所决定的平面．【答案】A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里．1.(2014·广东学业水平测试)如图153所示，一通电直导线与匀强磁场方向垂直，导线所受安培力的方向是()图153A．向上B．向下C．垂直纸面向里D．垂直纸面向外【解析】由左手定则知，选项C正确．【答案】C2影响安培力大小的因素【问题导思】1.怎样探究安培力大小和B、L、I的关系？2.安培力的大小和B、L、I的关系如何？安培力的决定因素有两个：一个是放入磁场中的一段导体的IL的乘积，另一个是磁场本身，即磁场的磁感应强度B.因而安培力的改变：1．通过改变磁感应强度B的大小来改变；2．通过改变通电导线的长短L来改变；3．通过改变通电导线电流I的大小来改变；4．通过改变通电导线在磁场中的放置位置来改变．(2015·广东中山学业水平考试)如图154所示，质量为m的导体棒ab静止在水平导轨上，导轨宽度为L.已知电源的电动势为E，内阻为r，导体棒的电阻为R，其余电阻不计．磁场方向垂直导体棒斜向上，与水平面间的夹角为θ，磁感应强度为B.求轨道对导体棒的支持力和摩擦力．图154【审题指导】(1)画出ab棒受力的截面图．(2)ab棒沿水平方向和竖直方向所受合力为零．【解析】棒的受力分析图如图所示．由闭合电路欧姆...