第1章 1 磁场对通电导线的作用力-2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册【名师导航】同步Word教参(人教版)

1.磁场对通电导线的作用力 学习目标：1.[物理观念]知道安培力的概念，会用左手定则判断安培力的方向。　2.[科学思维]掌握安培力的计算公式F＝IlBsin θ，并会进行有关计算。　3.[科学态度与责任]了解磁电式电流表的构造和原理。 一、安培力 1．定义：通电导线在磁场中受到的力。 2．方向：用左手定则判断。 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；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向电流的方向，这时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。 3．安培力方向的特点 安培力方向与电流方向、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＝ 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半径方向均匀分布，使线圈平面都与磁感线平行，使表盘刻度均匀。(如图乙所示) 甲　　　　　　　　　　乙 2．原理 (1)通电线圈在磁场中受安培力作用发生转动。螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。 (2)线圈偏转的角度越大，被测电流就越大，所以根据线圈偏转角度的大小，可以确定被测电流的大小；根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向。 3．优缺点：优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；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。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)安培力的方向可能与磁场方向垂直，也可能不垂直。 (×) (2)通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用。 (×) (3)安培力的方向与导线方向一定垂直。 (√) (4)磁电式电流表中的磁场为匀强磁场。 (×) 2．一根容易发生形变的弹性导线两端固定。导线中通有电流，方向竖直向上。当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右和垂直于纸面向外的匀强磁场时，如图所示描述导线状态的四个图示中正确的是(　　) A　　　　B　　　　 C　　　　D D　[用左手定则可判断出，A中导线所受安培力为零，B中导线所受安培力垂直于纸面向里，C、D中导线所受安培力方向水平向右，导线受力以后的弯曲方向应与受力方向一致，D正确，A、B、C错误。] 3．(多选)关于磁场对通电直导线的作用力的大小，下列说法中正确的是(　　) A．通电直导线跟磁场方向平行时作用力为零 B．通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大 C．作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角无关 D．通电直导线跟磁场方向斜交时肯定有作用力 ABD　[安培力既垂直于通电导线，又垂直于磁场。当导线与磁场方向垂直时，安培力最大，当导线与磁场方向平行时，安培力为零，选项A、B正确，选项C错误；通电直导线跟磁场方向斜交时，可将磁场沿平行于导线方向和垂直于导线方向进行分解，垂直于导线方向的磁场为有效磁场，安培力不为零，选项D正确。] 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？ 提示：改变　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． 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。] 判断安培力方向常见的两类问题 1．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 A　[赤道上空的地磁场方向是由南向北的，电流方向由西向