1.1 磁场对通电导线的作用力 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

1.1磁场对通电导线的作用力(第1课时) 【学习目标】 1．知道什么是安培力，会推导安培力公式F＝IlB或F＝IlBsin θ，明确它们的使用条件。 2．知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。 3．了解磁电式电流表的工作原理。 【学习任务一：安培力】 一：安培力的概念 1．安培力是_______________在________________受到的力。 2．通电导线在磁场中一定受安培力的作用吗？ 二：安培力的方向 1．实验: 将通电导线放入磁场讨论 电流与磁场垂直时： 电流与磁场平行时： 2．实验结论： 3．左手定则的内容： 4．结论可以用于分析通电导线间的相互作用吗？(相邻平行同向电流导线相互吸引，反向电流导线相互排斥） 三：安培力的大小 1.实验: 将通电导线放入磁场讨论，电流与磁场垂直时，放入磁场的导线长度发生变化，定性讨论安培力大小与导线长度的关系. 实验结论： 2.导线受到安培力大小的计算公式为： 有条件吗？ 3.导线与磁场平行时安培力的大小： 4.导线在磁场中受到的安培力大小的计算公式归纳为： 【学习任务二：磁电式电表的工作原理】 一：磁电式电表的结构 １.主要的构成部分有： 2.这种结构的磁铁产生的磁场有何特点? 二：磁电式电表的工作原理 1.影响力的作用效果的因素有那些？ 2.若力的方向总与棒垂直，而且作用在该棒上，如何能使得线圈扭转的角度更大？ 3.联系磁场的特点，指针所指的刻度是均匀的吗？ 【典型例题】 1.关于通电导线在磁场中受到的磁场力，下列说法正确的是（　　） A．磁场力方向可以不与磁场方向垂直 B．磁场力的方向一定垂直于通电导线 C．环形通电线圈在磁场中所受磁场力一定为零 D．只有垂直磁场方向放置的通电导线才受磁场力 2.在图所示的四幅图中，正确标明了通电导线所受安培力F方向的是（　　） A． B． C． D． 3.如图所示，两平行导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨之间接有电动势E=3V，内阻r=0.5Ω的直流电源，两导轨间的距离L=0.4m,在导轨所在空间内分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好刚要滑动。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻R=1.0Ω，金属导轨电阻不计，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）ab棒受到的安培力； （2）ab棒与导轨的动摩擦因数μ。 1.1磁场对通电导线的作用力(第2课时) 【学习目标】 理解安培力在生产生活中的运用。 【学习任务一、安培力方向的判断】 画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向。 1．如图甲是高中物理电学实验中常用的磁电式电流表的结构，其内部磁场分布和线圈中电流流向剖面示意如乙图所示。关于磁电式电流表的下列各项说法中正确的是（　　） A．线圈a在磁场中受到的安培力为逆时针方向，线圈b在磁场中受到的安培力为逆时针方向 B．线圈中电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也越大，线圈偏转的角度也越大 C．电流表中的磁场是匀强磁场 D．线圈无论转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，所以线圈不受安培力 【学习任务二、安培力的分析与计算】 2．如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，ab与cd相距为l，则MN所受安培力大小(　　) A．F＝BIl B．F＝BIlsinθ C．F＝ D．F＝BIlcosθ 3.如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc=∠bcd=135°。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。关于导线abcd所受到的磁场的作用力的合力，下列正确的是(　　) A.方向沿纸面垂直bc向上，大小为(+1)ILB B.方向沿纸面垂直bc向下，大小为(+1)ILB C.若在纸面内将abcd逆时针旋转30°，力的大小减半 D.若在纸面内将abcd逆时针旋转60°，力的大小减半 【学习任务三：安培力作用下的运动问题】 4．如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过电流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 5. 有人做了一个如图所示的实验： 把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，观察通电后的现象。请你分析一下，通电后有可能发生怎样的现象？ 1.1.3磁场对通电导线的作用力(第3课时) 【