《2019-2020學(xué)年高中物理 第2章 3 磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用學(xué)案 新人教版選修1-1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年高中物理 第2章 3 磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用學(xué)案 新人教版選修1-1（7頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、三、磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.知道安培力的意義，了解影響通電導(dǎo)線所受安培力大小和方向的因素(重點(diǎn))2理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義和物理意義(難點(diǎn))3學(xué)會(huì)用公式FBIL進(jìn)行安培力的簡單計(jì)算(重點(diǎn)、難點(diǎn))4理解電動(dòng)機(jī)的工作原理，了解電動(dòng)機(jī)在實(shí)際中的應(yīng)用(難點(diǎn))一、安培力及磁感應(yīng)強(qiáng)度1安培力(1)定義：通電導(dǎo)體在磁場中受到的力叫做安培力(2)大?。篎BIL適用條件：導(dǎo)體與磁場垂直2磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)定義：一段通電直導(dǎo)線垂直放在磁場里所受的安培力與導(dǎo)線中的電流和導(dǎo)線的長度的乘積的比值，叫磁感應(yīng)強(qiáng)度(2)公式：B.單位是特斯拉；符號(hào)：T(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，它既有大小，又有方向磁場的
2、方向?qū)嶋H上就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向二、安培力的方向及電動(dòng)機(jī)1安培力方向的判斷方法左手定則伸開左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi)讓磁感線穿入手心，并使四指指向電流的方向，那么拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向2電動(dòng)機(jī)：應(yīng)用通電線圈在磁場中受安培力作用來工作，主要結(jié)構(gòu)：定子和轉(zhuǎn)子(1)定子：固定不動(dòng)部分(2)轉(zhuǎn)子：電動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)動(dòng)部分1思考判斷(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉()(2)由公式B可知B與F成正比，與IL成反比()(3)小磁針的N極在磁場中某點(diǎn)的受力方向，就是這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向()(4)安培力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相同()(5)電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈在磁場中受安培力
3、來工作的()(6)電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能()(7)在左手定則中，大拇指所指方向?yàn)殡娏鞣较?)2關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說法中，正確的是()A磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量 B某一小段通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受安培力作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C某一小段通電導(dǎo)線在某點(diǎn)受安培力的方向，就是該點(diǎn)磁場的方向D磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是由通電導(dǎo)線的長度、電流、受力決定的，與磁場無關(guān)A磁感應(yīng)強(qiáng)度用來描述磁場，可以表示磁場的強(qiáng)弱和方向，其大小由磁場本身決定，與是否存在通電導(dǎo)線無關(guān)，選項(xiàng)A對(duì)，選項(xiàng)D錯(cuò)；當(dāng)導(dǎo)線與磁場平行時(shí)，導(dǎo)線不受力，選項(xiàng)B錯(cuò)；安培力的方向與磁場方向垂直，選項(xiàng)C錯(cuò)3將通電直導(dǎo)線置于勻強(qiáng)磁場中，
4、導(dǎo)線與磁場方向垂直若僅將導(dǎo)線中的電流增大為原來的3倍，則該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度()A減小為原來的B保持不變C增大為原來的3倍D增大為原來的9倍B導(dǎo)線與磁場方向垂直，則導(dǎo)線受到的安培力為：FBIL；若僅將導(dǎo)線中的電流增大為原來的3倍，則安培力將增大為原來3倍，而磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度只與磁場本身有關(guān)，與電流大小無關(guān)，則該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度仍不變，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤4長為2 m的直導(dǎo)線垂直于磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為5105 T的勻強(qiáng)磁場中若導(dǎo)線中通有10 A的恒定電流，則磁場對(duì)導(dǎo)線的作用力多大？若僅使導(dǎo)線中的電流反向，則磁場對(duì)這根導(dǎo)線的作用力的方向如何變化？解析導(dǎo)線與磁場垂直放置，導(dǎo)線受到的安培力為
5、：FBIL5105 T10 A2 m1103 N，若僅使導(dǎo)線中的電流反向，根據(jù)左手定則，磁場對(duì)這根導(dǎo)線的作用力的方向反向答案1103 N，若僅使導(dǎo)線中的電流反向，則磁場對(duì)這根導(dǎo)線的作用力的方向反向?qū)Υ鸥袘?yīng)強(qiáng)度的理解1.通過實(shí)驗(yàn)歸納得出，電流方向跟磁場垂直時(shí)，電流受到的安培力最大為FBIL，平行放置時(shí)安培力為零一般情況下，電流受到的安培力介于零和最大值之間所以FBIL只適用于電流與磁場方向垂直的情況. 2磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定，跟在該位置放入的導(dǎo)體長度L、電流I的大小及受到磁場的作用力均無關(guān)，與放不放通電導(dǎo)體也無關(guān)3不能根據(jù)公式B說B與F成正比，與IL成反比4由公式B計(jì)算B時(shí)，通電直導(dǎo)線必須垂
6、直于磁場放入，如果小段通電導(dǎo)線平行放入磁場，其所受安培力F為零，但不能說該處磁感應(yīng)強(qiáng)度B為零【例1】關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是()A勻強(qiáng)磁場中的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測(cè)定：測(cè)出一段通電導(dǎo)線放在磁場中受到的安培力F，及該導(dǎo)線的長度L、通過的電流I，則BB通電導(dǎo)線在某處不受安培力的作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零CB只是定義式，磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場本身的屬性，與放不放通電導(dǎo)線無關(guān)D通電導(dǎo)線所受安培力的方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向思路點(diǎn)撥：公式B是磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，而不是決定式磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)小磁針N極受力方向C根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，通電導(dǎo)線應(yīng)為“在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線”，只有在這個(gè)
7、方向上導(dǎo)線所受的安培力才最大，故A錯(cuò)誤；當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí)，不受安培力作用，故B錯(cuò)誤；在磁場源穩(wěn)定的情況下，磁場內(nèi)每一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是唯一確定的，與放入該處的檢驗(yàn)電流無關(guān)，C正確；由左手定則可確定，安培力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，故D錯(cuò)誤1關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是()A由B可知，B與F成正比，與IL成反比B通電導(dǎo)線放在磁場中的某點(diǎn)，該點(diǎn)就有磁感應(yīng)強(qiáng)度，如果將通電導(dǎo)線拿走，該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就為零C通電導(dǎo)線受安培力不為零的地方一定存在磁場，通電導(dǎo)線不受安培力的地方一定不存在磁場(即B0)D磁場中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定，其大小和方向是唯一確定的，與通電導(dǎo)線無關(guān)D磁感應(yīng)強(qiáng)
8、度B是定義式，用來量度某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，但磁感應(yīng)強(qiáng)度是由磁場本身的性質(zhì)決定的，與放入的通電導(dǎo)線無關(guān)；當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí)受磁場力為零，但不能說明B0，故選項(xiàng)A、B、C均錯(cuò)，只有選項(xiàng)D正確安培力的大小和方向1安培力大小分析通電導(dǎo)體在磁場中受到的安培力的大小與電流大小I、導(dǎo)線在磁場中的長度L、磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及電流方向與磁場方向有關(guān)系(1)當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí)，安培力F0；(2)當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)，安培力FBIL；(3)當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向成某一夾角時(shí)，安培力大小F滿足：0FBIL.2安培力的方向特點(diǎn)(1)由左手定則可判定FI、FB，但B與I不一定相互垂直，即安培力的方向總
9、是垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面在判斷時(shí)，首先確定磁場與電流所決定的平面，從而判斷出安培力的方向(2)若已知B、I方向，安培力的方向唯一確定；但若已知B(或I)與安培力的方向，I(或B)的方向不唯一【例2】如圖所示，水平導(dǎo)體棒AB被兩根豎直細(xì)線懸掛，置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T導(dǎo)體棒長L1 m，質(zhì)量m0.5 kg，重力加速度g取10 m/s2.當(dāng)導(dǎo)體棒中通以從A到B的電流時(shí)，(1)判斷導(dǎo)體棒所受安培力的方向；當(dāng)電流I2 A時(shí)，求導(dǎo)體棒所受安培力的大小F.(2)導(dǎo)體棒中通過的電流I為多大時(shí)，細(xì)線中拉力剛好為0?解析(1)由左手定則知，安培力的方向豎直向上由
10、FBIL得F0.521 N1 N.(2)根據(jù)物體的平衡條件可知BILmgI A10 A.答案(1)豎直向上1 N(2)10 A2如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里長度為L的導(dǎo)體中通有恒定電流，電流大小為I.當(dāng)導(dǎo)體垂直于磁場方向放置時(shí)，導(dǎo)體受到的安培力大小為BIL.若將導(dǎo)體在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)過30角，導(dǎo)體受到的安培力大小為()A.BBILC. BILD2BILB當(dāng)導(dǎo)體垂直于磁場方向放置時(shí)，導(dǎo)體受到的安培力大小為BIL.當(dāng)轉(zhuǎn)過30，導(dǎo)體棒還垂直于磁場，故此時(shí)受到的安培力還是BIL，故B正確1(多選)以下家用電器中與安培力有關(guān)的是()A電視機(jī)B錄音機(jī)C電冰箱D洗衣機(jī)BCD四種家電
11、中，B、C、D都用到電動(dòng)機(jī)，所以都與安培力有關(guān)，而電視機(jī)與安培力無關(guān)2某同學(xué)畫的表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和安培力F的相互關(guān)系的圖如圖所示，其中正確的是()D由左手定則知，D正確，A、B錯(cuò)誤；C圖中，B與I平行，導(dǎo)線不受安培力，故C錯(cuò)誤3(多選)關(guān)于磁場對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力(安培力)，下列說法正確的是()A通電直導(dǎo)線在磁場中一定受到安培力的作用B通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟磁場的方向垂直C通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟電流的方向垂直D通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向垂直于由B和I所確定的平面BCD 當(dāng)一段通電直導(dǎo)線在磁場中平行于磁感線方向放置時(shí)，不受安培力的作用，A選項(xiàng)錯(cuò)誤據(jù)左手定則，通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向既垂直于磁場方向，又垂直于電流的方向，即安培力方向總是垂直于磁場和電流所確定的平面，B、C、D選項(xiàng)正確4如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為4.0102 T的勻強(qiáng)磁場中，有一條與磁場方向垂直的長8 cm的通電直導(dǎo)線ab，通電直導(dǎo)線所受的安培力是1.0102 N，方向垂直于紙面向外，求導(dǎo)線中電流的大小解析由公式FBIL可知I A3.125 A.答案3.125 A- 7 -
2019-2020學(xué)年高中物理 第2章 3 磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用學(xué)案 新人教版選修1-1
