3.4磁场对电流的作用安培力 导学案-2020-2021学年高二下学期物理人教版选修3-1

磁场对电流的作用 【知识链接】 一、磁场、磁感应强度 1．磁场 基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用。 2．磁感应强度 (1)物理意义：描述磁场的强弱和方向。 (2)大小：B＝eq \f(F,IL)。 (3)方向：小磁针的N极所受磁场力的方向，也就是小磁针静止时N极的指向。 3．匀强磁场 (1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场。 (2)特点：磁感线疏密程度相同、方向相同。 二、磁感线　通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 1．磁感线及其特点 (1)磁感线：在磁场中画出一些曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致。 (2)特点 ①磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。 ②磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。 ③磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。 ④磁感线是假想的曲线，客观上不存在。 2．几种常见的磁场 直线电流的磁场 通电螺线管的磁场 环形电流的磁场 特点 无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱 与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强，管外为非匀强磁场 环形电流的两 侧是N极和S极，且离圆环中心越远，磁场越弱 安培定则 立体图 横截面图 纵截面图 题型一：磁场的矢量叠加 【例1】己知无限长通电直导线产生的磁场中某直的磁感应强度大小与电流大小成正比，与到直导线的距离成反比。如图所不，无限长直导线M在方向垂直于纸面向外、磁感应强度为Bo的匀强磁场中，垂直于磁场方向；a、b两点位于纸面内且连线与直导线垂直，b点到直导线距离是a点到直导线距离的2倍。当直导线中通有方向M→N的电流I时，a点磁感应强度大小是5/4B0，则此时b点的磁感应强度大小是 A． B． C． D． 答案：A 【针对训练1-1】有两条长直导线垂直水平纸面放置，交纸面于a、b两点，通有大小相等的恒定电流，方向如图.a、b的连线水平，c是ab的中点，d点与c点关于b点对称．已知c点的磁感应强度为B1，d点的磁感应强度为B2，则关于a处导线在d点产生磁场的磁感应强度的大小及方向，下列说法中正确的是(　　) A．B1＋B2，方向竖直向下 B．B1－B2，方向竖直向上 C.eq \f(B1,2)＋B2，方向竖直向上 D.eq \f(B1,2)－B2，方向竖直向下 答案　D 三、安培力、安培力的方向　匀强磁场中的安培力 1．安培力的大 (1)磁场和电流垂直时：F＝BIL。 (2)磁场和电流平行时：F＝eq \a\vs4\al(0)。 2．安培力的方向 左手定则判断： (1)伸出左手，让拇指与其余四指垂直，并且都在同一个平面内。 (2)让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向。 (3)拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 题型二：安培力的方向 【例2】在下图中，标出了磁场B的方向，通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是 （ ） SHAPE \* MERGEFORMAT 【针对训练2-1】如图所示，光滑的平行导轨与电源连接后，与水平方向成θ角倾斜放置，导轨上另放一个质量为m的金属导体棒．当开关闭合后，在棒所在区域内加一个合适的匀强磁场，可以使导体棒静止平衡，图中分别加了不同方向的磁场，其中不可能平衡的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【例3】如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)(　　) A．顺时针方向转动，同时下降 B．顺时针方向转动，同时上升 C．逆时针方向转动，同时下降 D．逆时针方向转动，同时上升 答案　A 题型三：安培力的大小 【例4】关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（） A．导线中的电流和磁场一定垂直 B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 答案Ｂ 【针对训练4-1】(多选)一小段长为L的通电直导线放在磁感应强度为B的磁场中，当通过它的电流为I时，所受安培力为F。以下关于磁感应强度B的说法正确的是(　　) A．磁感应强度B一定等于eq \f(F,IL) B．磁感应强度B可能大于或等于eq \f(F,IL) C．磁场中通电直导线受安培力大的地方，磁感应强度一定大 D．在磁场中通电直导线也可以不受安培力 答案：BD 【针对训练4-2】如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈