2012017学年高中物理选修1学案17份人教课标版14优秀免费下载资料

1、通电导线在磁场中受到的力【考纲要求】.知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小。.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。.会用安培力公式解答有关问题。.了解磁电式电流表的工作原理。【自主学习】.安培力和静电力有什么区别？请列表说明。静电力安培力研究对象受力特点判断方法左手定则的内容是什么？怎么运用？“安培定则”和“左手定则”有何区别和联系？请列表说明。静电力安培力适用对象电流与磁场的关系电与磁的因果关系适用条件应用公式=求安培力大小应注意哪些问题?.当电流的方向与磁场的方向不垂直时，如何确定安培力的方向？试

2、总结安培力的方向有何特点？【考点突破】典型例题如图所示，在同一水平面的两导轨相互平行，并在竖直向上的磁场中，一根质量为、有效长度为的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为时，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增大到时，金属棒能获得的加速度.则磁场的磁感应强度为多少？思考：导体棒在磁场中受到几个力的作用？当金属棒中的电流为时,可以得到什么结论？什么力产生了加速度？解析对金属棒进行受力分析，利用牛顿第二定律可得：当金属棒中的电流为时iL阻=当金属棒中的电流为时2L阻二I1金属棒做匀速运动,由整理方程组可得:答案-反馈训练如图所示，原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流/在其直径上靠近点放置一根垂直于

3、线圈平面的固定不动的长直导线，并-氐a+市通以电流，方向如图所示。在磁场力作用下，圆形线圈将怎样运动？注意：通电导线在磁场中的受力的大小由电流的大小、磁感应强度的大小、导线的长度以及导线和磁场方向的夹角几个方面的因素决定。通电导线在磁场中受到的安培力的方向用左手定则来进行判断。典型例题如图所示一边长为的正方形线圈，其中电流大小和方cD向（逆时针）均保持不变，用两条长度恒为的绝缘细绳静止悬挂于水平长-7T7Ir直导线的正下方.当导线中无电流时，两细绳中张力均为；当通过的电1Jf流为时，两细绳中张力均降到（”）;而当上的电流为时，两细绳I中张力恰好为零.已知通电长直导线的磁场中某点的磁感应强度与该

4、点，4f到导线的距离成反比.由此可知，中的电流方向、中两次通入的电流大一小之比分别为（）.电流方向向左.电流方向向右.电流大小之比=+a.电流大小之比=一a思考：当无电流时，线框受力情况如何？当通过电流之后，上下两条边受到的安培力的关系是什么？受到的安培力的大小和中电流的大小有什么关系？怎样用公式表示这三种情况？解析当无电流时，绳子的拉力等于线圈重力的，当通过电流时，绳子受力减小说明受到的安培力的方向向上，可判断中的电流方向向左；由于线圈的上边是下边距离导线的距离的一半，所以受到的力是下边的二倍，设下边受力为，则+a=,当通过的电流为时，绳子没有张力，设此时下边受力为，则此时=,整理可得结论.

5、答案反馈训练如图所示，在倾角为a的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为，质量为的直导体棒.当导体棒中的电流垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度的方向在纸面内由竖直向上逆时针至水平向左的过程中，关于的大小的变化，正确的说法是（）.逐渐增大.逐渐减小.先减小后增大.先增大后减小小结：通电导线在磁场中的平衡问题的解决方法：分析通电导线的受力.分析受到的磁场力的方向和大小。 根据受力平衡列方程式.根据平衡条件找出各个力之间的关系， 求出相关的物理量。【考点巩固】一、选择题.如图所示，在匀强磁场中，一根粗细均匀的通电导线置于水”平桌面上，此时导线对桌面

6、有压力作用，要使导线对桌面的压;工-乂力为零，下列措施中可彳丁的是（）77777777777777777777777.增大电流强度.减小磁感应强度.使电流反向.使磁场反向.如图所示，为一水平放置的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图中所示，当圆盘沿图中示方向高速绕中心轴转动时，通电直导线所受磁场力的方向是（）,竖直向上.竖直向下.水平向里.水平向外.如下所示的四个， 图中， 磁感线方向或平行纸面或垂直纸面，平行于纸面的导体中通有一的电流，当将导体以端为轴，从图示位置逆时针转动。角（始终在纸面内）的过程中，通电导体所受安培力方向不发生变化的是（）D.如图

7、所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是().都绕圆柱转动.以不等的加速度相向运动.以相等的加速度相向运动.以相等的加速度相背运动.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接触，并使它组成如图所示的电路.当开关接通后将看到的现象是().弹簧向上收缩.弹簧被拉长.弹簧上下跳动.弹簧仍静止不动.如图中所示，在匀强磁场中，有三个通电线圈处于如下图中所的位置，则().三个线圈都可以绕轴转动.只有中的线圈可以绕轴转动.只有中的线圈可以绕轴转动.只有中的线圈可以绕轴转动二、计算论述题.在倾角为a的光滑斜面上，置

8、一通有电()欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度的最小值和方向。()欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度的大小和方向。.如图所示， 导轨间的距离=,=,棒的质量=,物块重=,棒与不计， 棒电阻也不计，问的取值范围怎样时棒处于静止状态?流,问:长为，质量为的导体棒，如图所示，试导轨.间的动摩擦因数=,电源的电动势=（取）R面示QIQ,导轨的电阻.如图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸），滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触.电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源，滑块

9、被导轨中的电流形成的磁场推动而发射.在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为=，比例常量=Xo已知两导轨内侧间距=,滑块的质量=,滑块沿导轨滑行=后获得的发射速度=（此过程视为匀加速运动）。（）求发射过程中电源提供的电流是多大？（）若电源输出的能量有转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？参考答案自主学习静电力安培力研究对象点电荷电而T受力特点正电何受力方向与电场方向相同，负电荷相反女培力方向与磁场方向和电流方向都垂直判断方法结合电场线方向和电荷止、负判断用左手定则判断.（）在适用对象上：安培定则研究电流（直流电流、

10、环形电流、通电螺线管电流）产生磁场时，电流与其产生的磁场的磁感线二者方向的关系；左手定则研究通电导线（或运动电荷）在磁场中受力时，、三者方向的关系。（）在电流与磁场的关系上：安培定则中的“磁场”与“电流”密不可分，同时存在、同时消失，“磁场”就是电流的磁效应产生的磁场；左手定则中的“磁场”与“电流”可以单独存在，“磁场”是外加的磁场，不是通电导线产生的磁场。（）在因果关系上：安培定则中的“电流”是因，“磁场”为果，正是有了电流（直流电流、环形电流、螺线管电流）才出现了由该电流产生的磁场；左手定则中的“磁场”和“电流”都是“因”，磁场对通电导线的作用力是“果”，有因才有果，而此时的两个“因”对产

11、生磁场对导线的作用力来说缺一不可。（）判断电流方向选取定则的原则：当已知磁感线的方向，要判断产生该磁场的电流方向时，选用安培定则判断电流的方向；当已知导体所受安培力的方向时，用左手定则判断电流的方向。反馈训练.答案绕直径转动解析如右图所示，先用安培定则确定由产生的磁场，在圆电流上找出对称的两个点、，由左手定则，受安培力方向垂直于纸面里，受到的安培力方向垂直于纸面向外，圆形线圈上的其他对称点力情况相似，故圆形线圈绕直径转动.答案解析通电导线在斜面上受到重力、支持力和磁场力,磁场方向竖直向上时，导线受到的磁场力方向水平向右.当磁场方向水平向左时，磁场力的方向竖直向上，把重力、支持力和磁场力放在一个

12、三角形中进行研究，可知磁场力先减小后增大，所以磁感应强度先减小后增大.考点巩固答案解析根据圆盘带电性质和旋转方向，可知圆盘上方磁场向上，根据左手定则可知导线受力水平向里.答案解析同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但据牛顿第三定律知两线圈间相互作用力必大小相等，所以，选项。.答案解析当弹簧在重力作用下与液面接触后构成回路，开关接通螺线管每一环中电流方向同向，相互吸引而收缩，收缩后电路断路，弹簧恢复原长，电路又重新接通，如此往复.答案解析线圈中导线受力在水平方向；线圈中导线受一转动力矩；线圈中导线不受力。.答案（）a）垂直斜面向上（）水平向左解析0棒在斜面上处于静止状态，故受力平衡.棒共受三个力作用：重力大小为，方向竖直向下；弹力垂直于斜面，大小随磁场力的变化而变化；磁场力始终与磁场方向及电流方向垂直，大小随磁场方向不同而改变，但由平衡条件知：斜面弹力与磁场力的合力必与重力等大反向，故当磁场力方向与弹力方向垂直即沿斜面向上时，安培力最小=a,故=a）,由左手定则知的方向应垂直于斜面向上.（）棒静止在斜面上，又对斜面无压力，则棒只受两个力作用，即竖直向下的重力和磁场力，由平衡条件知=,且磁场力竖直向上，所以=,故=,由左手定则知的方向水平向左.答案