重庆市江津第五中学高中物理 3.4 通电导线在磁场中受到的力导学案3 新人教版选修31.doc

重庆市江津第五中学2014高中物理 3.4 通电导线在磁场中受到的力导学案3 新人教版选修3-12、知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力方向，并会用它解答有关问题。3、会用安培力公式f=bil解答有关问题。4、了解磁电式电流表的工作原理。学习重点：安培力的方向确定和大小的计算。学习难点：左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用）。预 习 案1、磁场对 的作用力通常称为安培力。2、安培力的方向既跟_方向垂直，又跟_方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于_所在的平面。3、如何判断安培力的方向呢？人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律一一_。左手定则：伸开_手，使大拇指跟其余四个手指_，并且跟手掌在_内，把手放人_场中，让磁感线_穿入手心，并使伸开的四指指向_方向，那么，_所指的方向，就是_的方向。4、安培力的大小（1）通电导线（电流为i、导线长为l）和磁场（b）方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小：_，此时电流受的安培力_。（2）通电导线（电流为i、导线长为l）和磁场（b）方向平行时，通电导线所受的安培力的大小：_。（3）当磁感应强度b的方向与导线成角时，有 。可以认为b是与l的垂直分量或l是与b的垂直分量。5、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 。6、磁电式电流表的组成：永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘（最基本的是_和_）。磁电式仪表的优点是 ，可以测出很弱的电流；缺点是 ，允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安) 7、电流表的工作原理是_。通过预习完成下列各题1、判断安培定则与左手定则的区别？2、利用左手定则判断下列通电导体在磁场中是否所安培力，受安培力则判断安培力的方向。探 究 案1、对安培力的理解：1、如图，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为i，磁感应强度为b，求各导线所受到的安培力。2、下列说法正确的是： （ ）a、fi，fb，f垂直b和i决定的平面，但b与i不一定垂直。b、公式是根据放置于给定磁场中的给定点上的检验电流(电流元)受力情况，来确定这一位置的磁场的性质，它对一切磁场都是适用的，与物理意义不同。c、公式则是在已知磁场性质的基础上，确定在给定位置上给定的一小段通电直导线的受力情况。在中学阶段，它只适用于匀强磁场。d、若已知b、i方向，f方向惟一确定，但已知b(或i)、f方向，i(或b)方向不惟一。 3、如图所示，通电直导线a与圆形通电导线环b固定放置在同一水平面上，通有如图所示的电流时，通电直导线a受到水平向_的安培力作用，当a、b中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线a所受的安培力方向水平向_。2、磁电式电流表：(1)电流表是测定电流强弱和方向的电学仪器(2)实验时经常使用的电流表是磁电式仪表，其构造是：在一个磁性很强的蹄形永久磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，上面绕有线圈它的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针。线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上。如图(3)蹄形磁铁的铁芯间的磁场是均匀地分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行。如图(4)磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也就越大。因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。(5)电流表的特点：表盘的刻度均匀，i。 灵敏度高，但过载能力差。满偏电流，内阻反映了电流表的最主要特性。特别提醒：因为磁电式电流表的线圈很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时一定注意表的量程，测量大电流时需要将表改装4、要想提高磁电式电流表的灵敏度，可采用的办法有()a、增加线圈匝数 b、增加永久性磁铁的磁感应强度c、增加线圈面积 d、减小转轴处摩擦延 伸 案1、关于安培力的说法中正确的是（ ） a、通电导线在磁场中一定受安培力的作用 b、安培力的大小与磁感应强度成正比，与电流成正比，而与其他量无关 c、安培力的方向总是垂直于磁场和通电导线所构成的平面d、安培力的方向不一定垂直于通电直导线2、一根长直导线穿过载流金属环中心且垂直与金属环的平面，导线和环中的电流方向如图所示，那么金属环受的力 （ ）a、等于零 b、沿着环半径向外c、向左 d、向右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外的电流，则（ ） a、磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用 b、磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用 c、磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用d、磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用4、如图所示，长为的导线ab放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为，通过的电流为，导线ab与导轨的夹角为，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为，则ab所受的磁场力的大小为（ ）a、 b、c、 d、5、如图所示，固定螺线管m右侧有一正方形线框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭合开关s后，线框运动情况应为 （ ）a、向外，向里转动且向靠拢b、向里，向外转动且远离c、向外，向里转动且向靠拢d、向里，向外转动且远离 6、一只电流表，发现读数偏小，为纠正这一差错，可行的措施是 （ ）a.减少表头线圈的匝数 b.减小永久磁铁的磁性c.增加分流电阻的阻值 d.增加表头线圈的匝数7、如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线abc，且，通有电流i，磁场的磁感应强度为b，若要使该导线静止不动，在b点应该施加一个力，则的方向为_；b的大小为_。8、如图一劲度系数为的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框，bc边长为l，线框下边部分处于匀强磁场中，磁感应强度大小为b，方向与线框平面垂直，垂直纸面向里。线框中通以电流，方向如图，开始时线框处于平衡状态.现令磁场反向，磁感应强度大小仍为b，线框达到新的平衡，在此过程中，线框位移的大小=_，方向_。9、如图，在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流i,长为l，质量为的导体棒， 欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度b的最小值为多少？方向如何？欲使棒静止在斜面上，且对斜面无压力，应加匀强磁场b的最