高中物理《磁場對通電導線的作用力》教案范文

物理教案 時間:2018-11-28 我要投稿
【www.ijefsp.live - 物理教案】

  學習目標

  1、 會用左手定則來判斷安培力的方向,

  2、 通過磁感應強度的定義得出安培力的計算公式,應會用公式F=BIL解答有關問題、

  3、 知道磁電式電流表的工作原理。

  學習重、難點

  用左手定則判定安培力方向;用安培力公式計算

  學法指導 自主、合作、探究

  知識鏈接

  1.磁感應強度的定義式: 單位:

  2.磁通量計算式: 單位:

  3.磁通密度是指: 計算式為 。

  學習過程 用案人自我創新

  【自主學習】

  1、 安培力的方向

  (1)左手定則:伸開左手,使拇指與其余四指垂直,并且都與手掌在同一平面內,讓磁感線從掌心進入,并使四指指向 ,這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受 。

  (2)安培力的方向特點:盡管磁場與電流方向可以不垂直,但安培力肯總是直于電流方向、同時也垂直于磁場方向,即垂直于_____方向和_______方向所構成的平面.

  2、安培力的大小:

  (1)當長為L的直導線,垂直于磁場B放置,通過電流為I時,F= ,此時電流受力最 。

  (2)當磁場與電流平行時,安培力F= 。

  (3)當磁感應強度B的方向與通電導線的方向成θ時,F=

  說明:以上是在勻強磁場中安培力的計算公式,非勻強磁場可以看成是很多個大小、方向不同的勻強磁場的組合,通電導線在非勻強磁場中受到的安培力,是每一小段受到的安培力的合力.

  3、磁電式電流表:

  (1)用途:

  (2)依據原理: 。

  (3)構造: 。

  (4)優缺點:

  電流表的靈敏度很高,是指通過很小的電流時,指針就可以偏轉較大的角度。在使用電流表時,允許通過的電流一般都很小,使用時應該特別注意。

  【范例精析】

  例1、試用電流的磁場及磁場對電流的作用力的原理,證明通有同向電流的導線相互吸引,通有異向電流的導線相互推斥力.

  解析:

  例2、如圖3-4-3所示,質量為m的導體棒AB靜止在水平導軌上,導軌寬度為L,已知電源的電動勢為E,內阻為r,導體棒的電阻為R,其余接觸電阻不計,磁場方向垂直導體棒斜向上與水平面的夾角為θ,磁感應強度為B,求軌道對導體棒的支持力和摩擦力.

  解析:

  拓展:本題是有關安培力的典型問題,必須作好受力分析圖,原題給出的是立體圖是很難進行受力分析,應畫出投影圖,養成良好的受力習慣是能力培養過程中的一個重要環節.

  達標檢測 1.關于安培力的說法中正確的是( )

  A.通電導線在磁場中一定受安培力的作用

  B.安培力的大小與磁感應強度成正比,與電流成正比,而與其他量無關

  C.安培力的方向總是垂直于磁場和通電導線所構成的平面

  D.安培力的方向不一定垂直于通電直導線

  2.下圖所示的四種情況,通電導體均置于勻強磁場中,其中通電導線不受安培力的是( )[高考資源網]

  3.如圖3-4-5所示,一根質量為m的金屬棒AC用軟線懸掛在磁感強度為B的勻強磁場中,通入A→C方向的電流時,懸線張力不為零,欲使懸線張力為零,可以采用的辦法是( )

  A、不改變電流和磁場方向,適當增大電流

  B、只改變電流方向,并適當減小電流

  C、不改變磁場和電流方向,適當減小磁感強度

  D、同時改變磁場方向,并適當增大磁感強度

  4.一根長直導線穿過載流金屬環中心且垂直與金屬環的平面,導線和環中的電流方向如圖3-4-6所示,那么金屬環受的力:( )

  A.等于零 B.沿著環半徑向外 C.向左 D.向右

  5.如上左3圖所示,一位于xy平面內的矩形通電線圈只能繞ox軸轉動,線圈的四個邊分別與x、y軸平行,線圈中電流方向如圖,當空間加上如下所述的哪種磁場時,線圈會轉動起來?( )

  A.方向沿x軸的恒定磁場 B.方向沿y軸的恒定磁場

  C.方向沿z軸的恒定磁場 D.方向沿z軸的變化磁場

  6.如圖3-4-7所示的天平可用來測定磁感應強度B.天平的右臂下面掛有一個矩形線圈,寬為L,共N匝,線圈的下部懸在勻強磁場中,磁場方向垂直紙面.當線圈中通有電流I(方向如圖)時,在天平左、右兩邊加上質量各為m1、m2的砝碼,天平平衡.當電流反向(大小不變)時,右邊再加上質量為m的砝碼后,天平重新平衡.由此可知( )

  A、B方向垂直紙面向里,大小為(m1-m2)g/NI L

  B、B的方向垂直紙面向里,大小為mg/2NI L

  C、B的方向垂直紙面向外,大小為(m1-m2)g/NI L

  D、B的方向垂直紙面向外,大小為mg/2NI L

  7.如圖3-4-8所示,條形磁鐵放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根長直導線,導線與磁鐵垂直,給導線通以垂直紙面向外的電流,則( )

  A、磁鐵對桌面壓力減小,不受桌面的摩擦力作用

  B、磁鐵對桌面壓力減小,受到桌面的摩擦力作用

  C、磁鐵對桌面壓力增大,不受桌面的摩擦力作用

  D、磁鐵對桌面壓力增大,受到桌面的摩擦力作用

  8.在磁感應強度B=0.3T的勻強磁場中,放置一根長=10cm的直導線,導線中通過I=2A的電流.求以下情況,導線所受的安培力:(1)導線和磁場方向垂直;(2)導線和磁場方向的夾角為30°;(3)導線和磁場方向平行.

  9.在兩個傾角均為的光滑斜面上,放有一個相同的金屬棒,分別通以電流I1和I2,磁場的磁感應強度大小相同,方向如圖3-4-9中(a)、(b)所示,兩金屬棒均處于平衡狀態,則兩種情況下的電流強度的比值I1:I2為多少?

  10.如圖3-4-10所示,兩根平行放置的長直導線a和b載有大小相同、方向相反的電流,a受到的磁場力大小為F1.當加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場后,a受到磁場力大小變為F2,則此時b受到的磁場力大小變為( )

  A、F2

  B、F1-F2

  C、F1+F2

  D、2F1-F2

  11.如圖3-4-11所示,長為L的導線AB放在相互平行的金屬導軌上,導軌寬度為d,通過的電流為I,垂直于紙面的勻強磁場的磁感應強度為B,則AB所受的磁場力的大小為( )

  A.BIL B. BIdcosθ C.BId/sinθ D.BIdsinθ

爱彩人