河北地区高中物理第三章磁场3.3通电导线在磁场中受到的力学案无解答新人教选修.docx

3.3 通电导线在磁场中受到的力【学习目标】1.探究安培力方向与哪些因素有关。2.会用左手定则判断安培力的方向。3.能够计算匀强磁场中安培力的大小。4.了解磁电式电流表的基本构造及基本原理。【知识导学】1.安培力的方向(1)安培力:通电导线在磁场中受到的力称为安培力。(2)左手定则:伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,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。2.安培力的大小(1)当导线与磁场方向垂直时:F=ILB。(2)当导线与磁场方向平行时:F=0 。 (3)当导线与磁场方向的夹角为时:F =ILBsin 。 3.磁电式电流表(1)原理:安培力与电流的关系。(2)构造:磁铁、线圈、极靴、螺旋弹簧、软铁和指针。(3)优缺点:磁电式电流表的优点是灵敏度高;缺点是允许通过的电流很小。(4)刻度:线圈无论转到什么位置,它的平面都跟磁感线平行,所以表盘的刻度是均匀的。【三“点”探究】主题1:探究影响安培力方向的因素(重点探究)阅读本节教材中“安培力的方向”标题下面的内容,按照第一节教材中图3.1-3(通电导线与磁体通过磁场发生相互作用)所示进行演示实验,回答下列问题。(1)在探究安培力的方向与电流方向、磁场方向的关系时,能否同时改变二者的方向?(2)试探讨安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系。 主题2:电流之间的安培力(1)电流之间通过什么发生相互作用?(2)以如图所示的两根直导线为例,分析如何判断电流之间安培力的方向。 主题3:安培力的大小(重点探究)阅读教材中“安培力的大小”标题下面的内容,回答下列问题。(1)通电导线如果在磁场中不受安培力作用,能否说明该处磁感应强度为零?(2)当通电导线与磁场方向既不垂直也不平行时,所受安培力如何计算?(3)磁场越强,放入磁场中的通电导线所受安培力一定越大吗? 主题4:磁电式电流表(1)N、S两块磁极之间的磁场是匀强磁场吗?(2)磁电式电流表的工作原理是什么?【知识运用】1.请画出在下图所示的甲、乙、丙三种情况下,导线受到的安培力的方向。2.关于磁场对通电直导线的作用力(安培力),下列说法正确的是( )。A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B.安培力的方向一定跟磁场的方向垂直C.安培力的方向一定跟电流的方向垂直D.安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面3.一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置,且两个线圈的圆心重合,当两线圈通以如图所示的电流时,从左向右看,线圈L1将( )。A.不动 B.顺时针转动C.逆时针转动 D.向纸面内平动4.一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线,放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中,受到磁场力的大小可能是( )。A.0.4 N B.0.2 N C.0.1 N D.0【拓展提升】拓展一、对公式F=ILB的理解1.如图所示,在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线,电流为I,磁感应强度为B,求各导线所受到的安培力。 拓展二、安培力作用下的动态问题2.如图所示,把轻质导线线圈用细线挂在磁铁的N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面。当线圈内通过如图所示方向的电流时,线圈将怎样运动? 拓展三、安培力作用下的平衡问题3.如图所示,导体杆ab的质量为m,电阻为R,放置在与水平面夹角为的倾斜金属导轨上,导轨间距为d,电阻不计,