高中物理 第三章 磁场 3.4 通电导线在磁场中受到的力学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学案VIP免费

4通电导线在磁场中受到的力学习目标1.知道安培力的概念.2.会用左手定则判定安培力的方向.3.知道安培力的表达式,会计算匀强电场中安培力的大小.4.知道磁电式电流表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理.自主探究1.安培力的方向(1)人们把通电导线在磁场中受的力称为.(2)通电导线在磁场中所受安培力的方向,与电流、磁感应强度的方向都.(3)左手定则: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平面内.让磁感线从进入,并使四指指向的方向,这时所指的方向就是通电导线的磁场中所受安培力的方向.(4)通过实验可得出,平行通电直导线之间有相互作用力,同向电流,异向电流.2.安培力的大小(1)垂直于磁场B放置的通电导线,公式.(2)当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时,公式F=.3.磁电式电流表(1)磁电式电流表的原理是的关系.(2)磁电式仪表的构造特点:构造磁铁、放在磁铁两极之间的线圈、螺旋弹簧、指针、极靴、刻度盘.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方向,使线圈平面都与磁场方向,使表盘刻度.(3)线圈偏转的θ越大,被测电流就越大,据线圈偏转的,可以知道被测电流的方向.合作探究一、安培力的方向1.安培力的方向与哪些因素有关?【演示1】按照教材第81页图3.1-3所示进行实验.观察演示实验:①调换磁铁两极的位置来改变磁场的方向.现象:.②改变电流方向.现象:.1结论:.左手定则的内容:.针对训练1.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向.2.通电直导线间的作用力方向如何呢?【演示2】如教材第92页图3.4-3.思考2:当AB、CD通反向电流时,作用力方向如何?二、安培力的大小当磁感应强度B的方向与导线方向成夹角θ时,导线受的安培力多大呢?公式:B⊥I时,F=.B∥I时,F=.B与I夹角θ时,F=.针对训练2.将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图所示,已知磁感应强度为1T.试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向.2三、磁电式电流表(1)磁电式电流表的工作原理是什么?(2)电流表主要由哪几部分组成?电流表由、、铁芯、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成.(3)电流表中磁场的分布有何特点呢?课堂检测1.下列四图中的通电导线在磁场中受力分析正确的是()2.把一小段通电直导线垂直磁场方向放入一匀强磁场中,图中能够正确反映各量之间关系的是()3.如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向里的电流,用FN表示磁铁对桌面的压力,用Ff表示桌面对磁铁3的摩擦力,导线中通电后与通电前相比较()A.FN减小,Ff=0B.FN减小,Ff≠0C.FN增大,Ff=0D.FN增大,Ff≠04.如图甲所示是磁电式电流表的结构图,图乙是磁极间的磁场分布图,以下说法中正确的是()①通电线圈中的电流越大,螺旋弹簧形变就越大②通电线圈中的电流越大,电流表指针偏转的角度也越大③在线圈转动的范围内,各处的磁场都是匀强磁场④磁电式电流表的优点是灵敏度高可以测弱电流A.①②B.③④C.①②④D.①②③④5.一根容易形变的弹性导线,两端固定.导线中通有电流,方向如图中箭头所示.当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图中正确的是()6.如图所示,一根长度为L、质量为m的导线AB,用软导线悬挂在方向水平的磁感应强度为B的匀强磁场中,现要使悬线张力为零,则AB导线通电方向怎样?电流大小是多少?47.如图所示,PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨,相距1m,导体棒ab跨放在导轨上,导体棒的质量m=0.2kg,导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连,物体质量M=0.3kg,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5.匀强磁场的磁感应强度B=2T,方向竖直向下,为了使物体匀速上升,应在导体棒中通入多大的电流?方向如何?5