3.3、4通电导线在磁场中的受力.doc

天津三中2014级高二物理选修3-2学案 第三章磁场 班级 姓名 学号 年 月 日 【学习课题】33、4几种常见磁场和导线在磁场中的受力【学习材料】选修3-1P8694【学习目标】1. 知道磁感线是如何描述磁场的。2. 能够应用安培定则确定电流的磁场的方向。3. 能够用磁感线描绘出通电直导线，环形电流，通电螺线管以及条形磁铁、蹄形磁铁的磁场。4. 知道安培分子电流假说，能够用其解释磁化等现象，从而理解磁现象的电本质。5. 知道匀强磁场以及如何产生匀强磁场。6. 认识磁通量的概念，知道其单位，从磁通密度这个角度来认识磁感应强度。7. 会用左手定则来判断安培力的方向，能够计算安培力的大小。知道F=ILB的使用条件。【教师预设问题】1 什么是安培定则？2画出条形磁铁,蹄形磁铁磁场的磁感线分布。NS3磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场有什么联系吗？4什么是磁通量？xyzabcdef5如图所示，在x轴和y轴构成的平面直角坐标系中，过原点再做一个z轴，就构成了空间直角坐标系。匀强磁场的磁感应强度B=0.2T ,方向沿x轴的正方向，且ab=dc=0.4m，bc=ef=ad=0.3m，be=cf=0.3m，通过面积S1（abcd）、S2（befc）、S3（aefd）的磁通量1、2、3各是多少？6.如图所示,一条放在磁场中的通电导线,导线与磁场方向垂直，图中已经分别标明电流、磁场和安培力这三个物理量中两个量的方向,试在图中标出第三个量的方向.7长为0.2m的导线垂直于某匀强磁场方向放置，当导线中通有1A的电流时，导线所受的安培力大小为0.8N，则磁场的磁感应强度为 T；当导线中的电流增大为2A时，导线所受的安培力的大小为 N。【课堂小结】I0I1（1）直线电流的磁场：无磁极，非匀强，距导线越远处磁场越弱，画法如图所示。（2）通电螺线管的磁场：两端分别是N极和S极，管内是匀强磁场，管外为非匀强磁场，画法如图所示。（3）环形电流的磁场：两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱，画法如图所示。2如何得到匀强磁场，画简图说明。3磁通量的单位是什么？什么是磁通密度？4 如图所示，在条形磁铁中部垂直套有A、B两个圆环，试分析穿过A环、B环的磁通量谁大。5左手定则的内容是什么？总结：磁感线方向电流方向安培力方向6关于通电导线所受安培力F的方向与磁感应强度B的方向和电流方向之间的关系，下列说法正确的是_A.F、B、I三者总是互相垂直的B.F总是与B和I垂直，但F、B之间可以不垂直C.B总与F和I垂直，但F、I之间可以不垂直D.I总与F和B垂直，但F、B之间可以不垂直7探究：试用电流的磁场及磁场对电流的作用力的原理，证明通有同向电流的导线相互吸引，通有异向电流的导线相互推斥力。8如图所示，在匀强磁场中放有下列通电导线，长度为L、电流强度为I、磁感应强度为B，求各导线所受的安培力的大小和方向。 （1）（2） BIBIB2总结：（1）F=ILB的使用条件是什么？（2）如何计算一段弯曲导线所受到的安培力？【课堂练习】1用安培提出的分子电流假说可以解释下列哪些现象()A永久磁铁的磁场B直线电流的磁场C环形电流的磁场 D软铁棒被磁化的现象2如图所示，当S闭合后，小磁针处在通电电流磁场中的位置正确的是()3如图所示，一矩形线框，从abcd位置移动到abcd位置过程中，关于穿过线框的磁通量变化情况，下列叙述正确的是(线框平行于纸面移动)()A一直增加 B一直减少C先增加后减少 D先增加，再减少直到零，然后再增加，最后减少4如下图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力FA_FB_FC_FD_FE_5.如图，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abcbcd135.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A方向沿纸面向上，大小为(1)ILBB方向沿纸面向上，大小为(1)ILBC方向沿纸面向下，大小为(1)ILBD方向沿纸面向下，大小为(1)ILB【课后练习】6如图所示，有A、B两根平行长直导线，通过数值相等、方向相反的电流，下列说法中，正确描述了两根导线连线中点的磁感应强度的是()A等于零 B不等于零，方向平行于导线C不等于零，方向垂直于两导线组成的平面D不等于零，方向是从一根导线垂直指向另一根导线7下列说法正确的是()A磁感线从磁体的N极出发，终止于磁体的S极B磁感线可以表示磁场的方向和强弱C磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场D放入通电螺线管内的小磁针，根据异名磁极相吸的原则，小磁针的N极一定指向通电螺线管的S极8关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是()AF、B、I三者必须保持相互垂直BF必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直CB必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直DI必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直9在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，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10通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图3421所示，ab边与MN平行关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是()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大小相等C线框所受的安培力的合力方向向左D线框所受的安培力的合力方向向右11取两个完全相同的长导线，用其中一根绕成如图(a)所示的螺线管，当该螺线管中通以强度为I的电流时，测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B，若将另一根导线对折后绕成如图(b)所示的螺线管，并通以电流强度也为I的电流时，则在螺线管内中部的磁感应强度大小为()A0 B0.5BCB D2B12当接通电源后，小磁针A按如图中所示的方向运动，则（ ）。A. 小磁针B的N极向纸外转B. 小磁针B的N极向纸内转C. 小磁针B不转动D. 无法判断13在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态，突然发现小磁针N极向东偏转，由此可知（ ）。A. 一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的N极靠近小磁针B. 一定是小磁针正东方向有一条形磁铁的S极靠近小磁针C. 可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过D. 可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过14某同学做奥斯特实验时，把小磁针放在水平的通电直导线的下方，当通电后发现小磁针不动，稍微用手拨动一下小磁针，小磁针转动180后静止不动。由此可知，通电直导线的电流方向是A. 自东向西B. 自南向北C. 自西向东D. 自北向南15用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让两者等高平行放置，如图所示当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有()A两导线环相互吸引B两导线环相互排斥C两导线环无相互作用力D两导线环先吸引后排斥16如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是()A水平向左 B水平向右C竖直向下 D竖直向上17在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示过c点的导线所受安培力的方向()A与ab边平行，竖直向上B与ab边平行，竖直向下C与ab边垂直，指向左边D与ab边垂直，指向右边21.如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1 m，导体棒ab跨放在导轨上，导体棒的质量m0.2 kg，导体棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体质量M0.3 kg，导体棒与导轨间的动摩擦因数0.5.匀强磁场的磁感应强度B2 T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升，应在导体棒中通入多大的电流？方向如何？22如下图所示，一根长为L的细铝棒用两根劲度系数为k的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中当电流I方向向右时，两根弹簧缩短；当I的方向向左时，两弹簧伸长，并且相对于平衡位置伸