内容正文:
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高中物理·选修3-1·人教版
第三章 磁场
学案4 通电导线在磁场中受到的力
学习目标定位
1
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学案4 通电导线在磁场中受到的力
知道安培力的概念,会用左手定则判定安培力的方向.
学会用公式F=BIL计算B与I垂直和平行两种情况下安培力的大小
了解磁电式电流表的基本构造及工作原理.
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
自我检测
课堂小结
技巧花园时,圆形均与速度相切,逐渐增大,
*
知识储备区
一、安培力的方向
垂直 左手定则 垂直 同一个平面内 进入 电流 通电导线在磁场中所受安培力的方向
二、安培力的大小
ILB 0 ILBsin θ
三、磁电式电流表
1. 磁铁 线圈 安培力 越大 偏转的方向
2. 灵敏度高 很细 很弱
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技巧花园时,圆形均与速度相切,逐渐增大,
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一、安培力的方向
按照如图所示进行实验.
(1)上下交换磁极的位置以改变磁场方向,导线受力的方向是否改变?
(2)改变导线中电流的方向,导线受力的方向是否改变?
仔细分析实验结果,说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系?
答案 (1)受力的方向改变;
(2)受力的方向改变;安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系满足左手定则.
[要点提炼]
1.安培力方向、磁场方向、电流方向三者之间满足左手定则.
(1)F⊥B,F⊥I,即F垂直于B、I决定的平面.
(2)磁场方向和电流方向不一定垂直.用左手定则判断安培力方向时,磁感线只要从掌心进入即可,不一定垂直穿过掌心.
2.判断电流磁场方向用安培定则(右手螺旋定则),确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则.
3.推论:平行通电导线之间,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥.
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二、安培力的大小
1.在定义磁感应强度时,让一小段通电导线放入磁场,可得F=ILB,此公式的适用条件是什么?
2.当导线平行于磁场方向放置时,导线受力为多少?
1.答案 导线垂直于磁场方向放置.
2.答案 0.
[要点提炼]
1.安培力大小的计算公式F=ILBsinθ,θ为磁感应强度方向与导线方向的夹角.
(1)当θ=90°,即B与I垂直时,F=ILB;
(2)当θ=0°即B与I平行时,F=0.
2.当导线与磁场垂直时,弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度(如图所示);相应的电流沿L由始端流向末端.
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[延伸思考] 如图5所示,导线与磁场方向的夹角为θ时,如何计算导线受力的大小?
答案 将B分解到平行导线方向和垂直导线方向的分量,分别研究B的两个分量对导线的作用,可得出F=ILBsin θ.
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三、磁电式电流表
1.磁电式电流表的基本组成部分是什么?磁电式电流表的原理是什么?
1.答案:最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈.
其原理是通电线圈在磁场中受安培力而转动.
2.指针偏转的角度与通入的电流大小有怎样的关系?
2.答案:指针偏转的角度与通入的电流大小成正比.
3.能否利用磁电式电流表确定电流方向?
3.答案:能.线圈中的电流方向改变时,安培力的方向随着改变,指针的偏转方向也随着改变.所以,根据指针的偏转方向,就可以确定被测电流的方向.
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一、对安培力方向的判定
例1 画出图中通电导体棒ab所受的安培力的方向(图中箭头方向为磁感线的方向).
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)
B
I
F
B
I
F
B
I
F
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找到
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规律总结 1.判断安培力的方向,要先明确磁场的方向和电流的方向,用左手定则判断,不要“习惯性”地用错右手.实际上左 手定则揭示了磁感应强度、电流、安培力这三个物理量方向之间的关系,知道其中任意两个方向,可以由安培定则判断第三个方向.
2.分析安培力方向时,左手定则和安培定则往往同时使用,要特别注意它们的不同:安培定则用来判断电流的磁场方向,用右手;左手