人教版(新教材)高中物理选择性必修2学案1：1 1 磁场对通电导线的作用力

人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册PAGEPAGE11.磁场对通电导线的作用力学习目标：1.知道安培力的概念，会用左手定则判断安培力的方向。2.掌握安培力的计算公式F＝IlBsinθ，并会进行有关计算。3.了解磁电式电流表的构造和原理。一、安培力1．定义：通电导线在中受到的力。2．方向：用判断。判断方法：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个平面内；让磁感线从垂直进入，并使四指指向，这时所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。3．安培力方向的特点安培力方向与方向、磁感应强度的方向都垂直，即垂直于导线、磁感应强度决定的平面。二、安培力的大小F＝eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(IlBB与I垂直,0B与I平行,ILBsinθB与I的夹角为θ))三、磁电式电流表1．磁电式电流表的构造特点(1)构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。(如图甲所示)(2)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均匀分布，使线圈平面都与磁感线，使表盘刻度。(如图乙所示)甲乙2．原理(1)通电线圈在磁场中受作用发生。螺旋弹簧变形，线圈的转动。(2)线圈偏转的越大，被测电流就越大，所以根据线圈偏转角度的，可以确定被测电流的；根据线圈偏转的，可以知道被测电流的方向。3．优缺点：优点是灵敏度高，可以测出的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。如果希望它测量较大的电流值，就要根据在必修第三册中学到的方法扩大其量程。知识点1：安培力的方向1.如下图，改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变？2．上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化？1．安培力F、磁感应强度B、电流I的关系(1)已知I、B的方向，可唯一确定F的方向。(2)已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可唯一确定I的方向。(3)已知F、I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定。2．安培定则(右手螺旋定则)与左手定则的区别安培定则(右手螺旋定则)左手定则用途判断电流的磁场方向判断电流在磁场中的受力方向适用对象直线电流环形电流或通电螺线管电流在磁场中应用方法拇指指向电流的方向四指弯曲的方向表示电流的环绕方向磁感线穿过手掌心，四指指向电流的方向结果四指弯曲的方向表示磁感线的方向拇指指向轴线上磁感线的方向拇指指向电流受到的磁场力的方向3.两平行通电直导线的相互作用规律：同向电流互相吸引，反向电流互相排斥。〖例1〗下列各图中，金属导体棒ab所受安培力F方向正确的是()A．B．C．D．例2．在赤道上空，水平放置一根通以由西向东方向的电流的直导线，则此导线()A．受到竖直向上的安培力B．受到竖直向下的安培力C．受到由南向北的安培力D．受到由西向东的安培力知识点2：安培力的大小在匀强磁场B中，导线中的电流为I，当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，(如图)导线所受安培力F应怎样求解？B与导线夹角为θ1．F＝BILsinθ适用于匀强磁场中的通电直导线，求弯曲导线在匀强磁场中所受安培力时，L为有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L由始端流向末端，如图所示。2．同样情况下，通电导线与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大；导线与磁场方向平行时，它不受安培力；导线与磁场方向斜交时，它所受的安培力介于0和最大值之间。3．在非匀强磁场中，只要通电直导线L所在位置的各点B矢量相等(包括大小和方向)，则导线所受安培力也能用上述公式计算。4．当电流同时受到几个安培力时，则电流所受的安培力为这几个安培力的矢量和。例3如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力为()A．方向沿纸面向上，大小为(eq\r(2)＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(eq\r(2)－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(eq\r(2)＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(eq\r(2)－1)ILB例4．如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小()A．F＝Bid B．F＝BIdsinθC．F＝eq\f(BId,sinθ) D．F＝BIdcosθ

▁▃▅▇█参*考*答*案█▇▅▃▁一、1．磁场2．左手定则垂直掌心电流的方向拇指3．电流三、1．(2)半径平行均匀2．原理(1)安培力转动反抗(2)角度大小大小方向3．很弱知识点1：〖提*示〗：改变变化例1：A根据左手定则，导体棒ab所受安培力方向垂直于导体棒斜向上，A正确；ab棒和磁场方向平行，不受安培力，B错误；ab棒所受安培力方向垂直于导体棒向下，C错误；ab棒所受安培力方向垂直于导体棒向左，D错误。例2：A赤道上空的地磁场方向是由南向北的，电流方向由西向东，画出此处磁场和电流的方向图如图所示，由左手定则可判断出导线受到的安培力的方向是竖直向上的，选项A正确。知识点2：〖提*示〗：把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直B1＝Bsinθ，另一分量与导线平行B2＝Bcosθ(如图)，平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定。即F＝IlB1，将B1＝Bsinθ代入得：F＝IlBsinθ。例3：A应用F＝BIL求安培力，其中I⊥B，L为导线的有效长度。导线段abcd的有效长度为线段ad的长度，由几何知识知Lad＝(eq\r(2)＋1)L，故线段abcd所受的合力大小F＝ILadB＝(eq\r(2)＋1)ILB，导线有效长度的电流方向为a→d，据左手定则可以确定导