高中物理 第三章 磁场 4 通电导线在磁场中受到的力学案 新人教版选修3-1-新人教版高中选修3-1物理学案VIP免费

4通电导线在磁场中受到的力素养目标定位※※掌握用左手定则确定安培力的方向※※掌握安培力的计算公式及求解方法※了解磁电式电表的结构和工作原理,素养思维脉络知识点1安培力1．概念把通电导线在磁场中受的力称为安培力。2．安培力的方向左手定则：如图所示，伸开左手，使拇指与其余四个手指__垂直__，并且都与手掌在同一个__平面__内。让磁感线从__掌心__进入，并使四指指向__电流__的方向，这时__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。3．安培力的大小(1)公式：F＝__BILsin_θ__。θ为磁感应强度与通电导线之间的夹角。(2)说明：A．当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与磁感线垂直时，所受的安培力最大：F＝__BIL__。B．当通电导线与磁感线平行时，所受安培力__为零__。知识点2磁电式电流表1．构造磁铁、__线圈__、螺旋弹簧、指针、极靴。2．原理通电线圈在磁场中受到安培力而偏转。(1)线圈__偏转的角度__越大，被测电流就越大。(2)根据__线圈偏转__的方向，可以知道被测电流的方向。3．特点两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿__半径__方向，保持线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，线圈所受安培力的方向始终与线圈平面垂直，线圈平面都与磁场方向__平行__，表盘刻度均匀，如图所示。4．优、缺点优点是__灵敏度__高，能测出很弱的电流；缺点是线圈的__导线很细__，允许通过的电流很弱。思考辨析『判一判』(1)通电导线所受安培力的方向与磁场的方向相同。(×)(2)通电导线所受安培力的方向与磁场的方向垂直。(√)(3)通电导线所受安培力的方向与直线电流的方向垂直。(√)(4)不通电的导线在磁场中一定不受安培力。(√)(5)通电的导线在磁场中一定受安培力。(×)(6)对处于匀强磁场中的某段导线而言，所通电流越大，所受安培力越大。(×)『选一选』(2019·河北省承德市高二上学期期末)全球性“超导热”的兴起，使超导电磁船的制造成为可能，如图是超导电磁船的简化原理图，MN和CD是与电源相连的两个电极，MN与CD之间部分区域有垂直纸面向内的匀强磁场(磁场由超导线圈产生，其独立电路部分未画出)，两电极间的海水会受到安培力的作用，船体就在海水的反作用力推动下向前驶动。下列说法正确的是(CD)A．该超导电磁船应用的是电磁感应原理B．要使船前进，图中MN应接直流电源的正极C．改变电极的正负或磁场方向，可控制船前进或倒退D．增大电极间的电流或磁感应强度，可增大船航行的速度解析：该超导电磁船应用的是安培力和作用力与反作用力的原理，故A错误；当MN接直流电源的负极时，海水中电流方向由CD指向MN，海水受到的安培力向左，根据牛顿第三定律可知，船体受到向右的作用力，使船体向前运动，故B错误；改变超导线圈中电流的方向，会改变磁场的方向，从而改变海水的受力方向，从而改变船体的受力方向，故能控制船体的前进或后退，故C正确；控制超导线圈中的电流大小和电极间的电流大小，根据安培力的计算公式F＝BIL可知安培力就会发生变化，这样使得对船的推力发生变化，就可以控制船只航行的速度大小，故D正确。『想一想』把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它下端刚好跟杯中的水银面接触，并使它组成如图所示的电路，当开关S接通后将会看到什么现象？答案：弹簧上下跳动解析：通电后，弹簧的每一个圈都相当一个环形电流，且各线圈都通以相同方向的电流，根据同向电流相互吸引，弹簧收缩，下端脱离水银面，使电路断开，电路断开后，弹簧中的电流消失，磁场作用失去，弹簧在弹力和自身重力作用下下落，于是电路又接通，弹簧又收缩……如此周而复始，形成弹簧上下跳动。探究一安培力的方向S\s\up7(思考讨论)1如图所示，我们日常生活中用的照明电流是频率为50Hz、电压为220V的交变电流，其大小和方向都在周期性变化。用一蹄形磁铁慢慢地接近发光的白炽灯泡，可以看到灯丝颤抖起来，灯丝的“颤抖”说明什么道理呢？提示：电流方向变化时，安培力的方向随着变化，所以灯丝发生“颤抖”。,G\s\up7(归纳总结)安培力方向的判断(1)F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面。(2)当电流方向与磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流...