第一章1 磁场对通电导线的作用力-【优化探究】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案配套教参（人教版，多选）

1　磁场对通电导线的作用力 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.通过实验探究安培力的方向与电流的方向、磁感应强度的方向之间的关系。 2.掌握安培力的公式F＝IlB sin θ，并会进行有关计算。 3.了解磁电式电流表的构造及其工作原理。 1.核心素养 (1)掌握安培力作用下导体运动问题的分析方法，运用矢量合成思维对磁感应强度和安培力进行合成。 (2)通过实验探究得到安培力的方向。 2.关键能力 科学探究能力和空间思维能力。 授课提示：对应学生用书第1页 安培力的方向 1．安培力的定义：通电导线在磁场中受的力。 2．安培力的方向：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、磁感应强度的方向决定的平面。 安培力的大小 　F＝ 磁电式电流表 1．磁电式电流表的构造特点 (1)构造：磁体、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) 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，根据线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小；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。如果要用它测量较大的电流，就要根据在必修第三册中学到的方法扩大其量程。 主评价———————————————————— 1．判断正误 (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．把一通电直导线放在磁场中，它受到安培力的作用，则(　　) A．安培力的方向一定和磁场方向垂直，同时一定和电流方向垂直 B．安培力的方向一定和磁场方向垂直，但不一定和电流方向垂直 C．安培力的方向一定和电流方向垂直，但不一定和磁场方向垂直 D．安培力方向、磁场方向、电流方向三者一定相互垂直 解析：安培力的方向一定和磁场方向垂直，同时一定和电流方向垂直，但是磁场方向和电流方向不一定垂直，安培力垂直于磁场和电流所确定的平面，所以A正确。 答案：A 授课提示：对应学生用书第2页 　安培力的方向 　(1)如图所示，改变导线中电流的方向，导线受力方向是否变化？ (2)如图所示，上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，导线受力方向是否变化？ 提示：(1)变化。(2)变化。 1．安培力方向的特点 安培力的方向既垂直于电流方向，也垂直于磁场方向，即安培力的方向垂直于电流I和磁场B所决定的平面。 (1)当电流方向与磁场方向垂直时，安培力方向、磁场方向、电流方向两两垂直。应用左手定则时，磁感线垂直穿过掌心。 (2)当电流方向与磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流方向，也垂直于磁场方向。应用左手定则时，磁感线斜着穿过掌心。 2．平行通电直导线间的相互作用 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。 判断安培力的方向时首先要确定磁场与电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。　 　画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向。 [解析]　无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I所决定的平面，且满足左手定则。 [答案]　如图所示 1．安培力总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，但磁场方向和电流方向不一定垂直。 2．若已知B、I方向，F方向唯一，但若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不唯一。 3．确定电流的磁场方向用安培定则，确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则。　 　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 解析：赤道上空的地磁场方向是由南向北的，电流方向由西向东，画出此处磁场和电流的方向如图所示，由左手定则可判断出导线受到的安培力的方向是竖直向上的，选项A正确。 答案：A 2．(多选)通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行。关于MN产生的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是(　　) A.线框有两条边所受的安培力方向相同 B．线框有两条边所受的安培力