高中物理 第三章 磁场 第三节 探究安培力学案 粤教版选修3-1-粤教版高中选修3-1物理学案VIP免费

第三节探究安培力[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道左手定则，会运用左手定则判断安培力的方向.2.知道磁感应强度的定义、定义式、单位及矢量性.3.掌握安培力的表达式.4.知道磁通量的概念和公式．科学思维：1.会用F＝BIL分析和计算B与I垂直情况下的安培力.2.体会控制变量法在研究F与I、L关系中的应用．一、安培力的方向1．安培力：磁场对电流的作用力．2．左手定则：如图1所示，伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大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．图1二、安培力的大小磁感应强度1．磁感应强度：(1)定义：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积的比值．(2)表达式：B＝.(3)单位：特斯拉，符号是T.1T＝1_N/(A·m)．(4)物理意义：反映磁场的强弱和方向．2．安培力公式：当通电导线与磁场方向垂直时F＝BIL.3．匀强磁场(1)定义：如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场．(2)产生：距离很近的两个异名磁极之间；通电螺线管内中间部分．三、磁通量1．定义：匀强磁场中磁感应强度B和与磁场方向垂直的平面面积S的乘积，即Φ＝BS.2．拓展：磁场B与研究的平面不垂直时，这个面在垂直于磁场B方向的投影面积S′与B的乘积表示磁通量．3．单位：国际单位制中单位是韦伯，简称韦，符号是Wb，1Wb＝1_T·m2.4．引申：B＝，表示磁感应强度在数值上等于穿过垂直磁感应强度的单位面积的磁通量，因此磁感应强度B又叫磁通密度．1．判断下列说法的正误．(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)通电的导线在磁场中一定受安培力．(×)(5)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．(×)(6)穿过某一面积的磁通量为零，该处磁感应强度一定为零．(×)(7)穿过某一平面的磁感线条数越多，穿过该面的磁通量越大．(√)2．已知导体棒中通有电流I，导体棒长度为L，放在比例系数为B的匀强磁场中，当导体棒按下面几种方式放置时，写出导体棒所受安培力的大小，说明安培力的方向．答案①BIL垂直棒斜向左下②BIL垂直纸面向外③BIL垂直棒斜向右下④0一、安培力的方向1．安培力的方向既垂直于电流方向，也垂直于磁场方向，即安培力的方向垂直于电流I和磁场B所决定的平面．(1)当电流方向与磁场方向垂直时，安培力方向、磁场方向、电流方向两两垂直，应用左手定则时，磁感线垂直穿过掌心．(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方向，也垂直于磁场方向．应用左手定则时，磁感线斜着穿过掌心．2．平行通电直导线间的相互作用同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．例1画出图2中各磁场对通电导线的安培力的方向(与纸面垂直的力只需用文字说明)．图2答案如图所示解析无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I所决定的平面，且满足左手定则．[学科素养]例1用左手定则来判断安培力的方向，这是从物理学视角对客观事物的内在规律及相互关系进行分析，是对基于经验事实建构的理想模型的应用过程，体现了“科学思维”的学科素养．二、磁感应强度及其矢量叠加1．磁感应强度的方向磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点处的磁场方向，也是该点磁感线的切线方向，或放在该点小磁针N极的受力方向．注意：B的方向不是放在该点的电流元所受安培力的方向，由左手定则知，F与B垂直．2．磁感应强度的大小(1)定义式：B＝；成立条件：通电导线与磁场方向垂直．(2)磁感应强度B由磁场自身因素决定，与是否引入电流无关，与引入的电流是否受力无关，不能由公式B＝理解为B与F成正比，与IL成反比．3．磁感应强度是矢量，当空间存在几个磁体(或电流)时，每一点的磁场为各个磁体(或电流)在该点产生磁场的矢量和．磁感应强度叠加时遵循平行四边形定则．例2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某点，该点就...