1.1 磁场对通电导线作用力 导学案 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

2023~2024高二物理导学案 编制： 审核： 学生姓名： 学生学号： 使用日期： 2023~2024高二物理导学案 编制： 审核： 学生姓名： 学生学号： 使用日期： 1.1　磁场对通电导线的作用 第1课时　磁场对通电导线的作用 【学习目标】 素 养 目 标 学 科 素 养 1. 会判断安培力的方向，会计算安培力大小 2. 会分析有安培力存在下的力学问题 3. 了解电流表原理 认真严谨的科学态度 【自主学习】 一、安培力的方向 1．安培力：通电导线在 中受的力． 2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指 ，并且都与 在同一个平面内；让磁感线从 垂直进入，并使四指指向 的方向，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．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系： ， ，即F垂直于B与I所决定的平面． 二、安培力的大小 1．垂直于磁场B的方向放置的长为l的通电导线，当通过的电流为I时，所受安培力为F＝ . 2．当磁感应强度B的方向与电流方向成θ角时，公式F＝ . 【典例剖析】 考点一：安培力的方向 【例1】画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向． 【变式练习】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(　　) 考点二：安培力大小计算 【例2】长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向分别如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是(　　) 【变式练习】如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，c为直径与b等长的半圆，长度关系为c最长，b最短，将装置置于竖直向下的匀强磁场中，在接通电源后，三导体棒中有等大的电流通过，则三导体棒受到的安培力大小关系为(　　) A．Fa＞Fb＞Fc　　　B．Fa＝Fb＝Fc　　　C．Fb＜Fa＜Fc　　　D．Fa＞Fb＝Fc 考点三：与安培力有关的平衡问题和动力学问题 【例3】一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示．如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况为(　　) A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管 【变式练习】(多选)如图所示，金属棒ab置于水平放置的金属导轨cdef上，棒ab与导轨相互垂直并接触良好，导轨间接有电源．现用两种方式在空间加匀强磁场，ab棒均处于静止．第一次匀强磁场方向竖直向上；第二次匀强磁场方向斜向左上与金属导轨平面成θ＝30°角，两次匀强磁场的磁感应强度大小相等．下列说法中，正确的是(　　) A．两次金属棒ab所受的安培力大小不变 B．第二次金属棒ab所受的安培力大 C．第二次金属棒ab受的摩擦力小 D．第二次金属棒ab受的摩擦力大 【课堂检测】 1.在玻璃皿中，沿内壁边缘放一个环形电极，中心放一个圆柱形电极，把它们分别接在电源的正、负两极，然后在玻璃皿中注入导电液体，再将整个玻璃皿如甲图所示放入磁场中，磁铁的上部为S极，下部为N极．液体将会旋转起来，从上往下看，如乙图所示，关于液体的旋转下列说法中正确的是(　　) A．如果导电液是正离子导电，从上往下看液体顺时针旋转 B．如果导电液是负离子导电，从上往下看液体顺时针旋转 C．如果液体中有等量的正负离子，从上往下看液体不旋转 D．如果液体中有等量的正负离子，从上往下看液体逆时针旋转 2.如图所示，长为d、质量为m的导体棒ab，置于倾角为θ的光滑斜面上．导体棒与斜面的水平底边始终平行．已知导体棒电流方向从a到b，大小为I，重力加速度为g.若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，则磁感应强度的最小值和对应的方向分别是(　　) A.，方向垂直于斜面向下 B.，方向垂直于斜面向上 C.，方向竖直向上 D.，方向竖直向下 3.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