3.4《通电导线在磁场中受到的力.doc

3.4通电导线在磁场中受到的力导学案主备人:马武鸿 姓名： 班级【学习目标】（一）知识与技能 1.知道什么是安培力，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题。2.会用安培力公式F=BIL解答有关问题。3.了解磁电式电流表的内部构造的原理。 （二）过程与方法 通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算。培养学生的间想像能力。（三）情感态度与价值观通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系。【学习重点】 安培力的方向确定和大小的计算。【学习难点】 左手定则的运用。【自主学习】1.磁场对_ 的作用力通常称为安培力。2._磁场方向的通电直导线，受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关，导线长作用力_；导线短，作用力_ 。用公式表示为_ 。3.如果磁场方向与电流方向夹角为时，安培力的大小_，方向仍可用_ 定则判定。4.左手定则：让磁感线垂直穿入_ ，四指指向_ 方向，拇指所指_的方向。 5.在磁电式电流表中，蹄形磁铁和铁心间的磁场是_的。图1【同步导学】1.磁场对电流的作用力称为安培力。2.安培力方向： 左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向，如图1。 注意：若电流方向和磁场方向垂直，则安培力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直；若电流方向和磁场方向不垂直，则安培力的方向垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向。也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。图2例1如图2所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，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，同时上升解答：两个磁极对电流的安培力方向不同，把电流分为两部分，左半部分受力方向向外，右半部分受力向里。从上往下看，通电导线将沿着逆时针方向转动。当导线转到垂直于纸面的方向时，电流受力向下，导线将向下运动。所以C选项正确。 3.安培力大小： 当导线方向与磁场方向垂直时，电流所受的安培力最大；当导线方向与磁场方向平行时，所受的安培力最小等于零；当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培力介于最大值和最小值之间。 图4图3 当通电导线方向与磁场方向有一个夹角时如图3，我们可以把磁感应强度B分解为两个分量：一个是跟通电导线方向平行的分量B1Bcos，另一个是跟通电导线方向垂直的分量B2Bsin。B1与通电导线方向平行，对电流没有作用力，电流受到的力是由B2决定的，即FILB2。将B2Bsin代入上式，得到FILBsin。公式FBIL是上式90时的特殊情况。 例2如图4所示，长L、质量为m的金属杆ab，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。当金属杆中通有方向ab的电流I时，每根金属丝的拉力大小为T。当金属杆通有方向ba的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2T。求磁场的磁感应强度B的大小。解答：导体ab受重力、磁场力弹簧的的拉力而平衡。当ab中的电流方向由a到b时，磁场力向上。 2T+BIL=mg 当ab中的电流由b到a时，磁场力向下。 4T=BIL+mg 解方程组得：4.磁电式电流表 电流表的组成：永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。（教材P96，图3.4-5） 磁电式电流表的结构和工作原理：（教材P93） 磁电式仪表的优缺点： 优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流； 缺点：绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）.如果通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏。【当堂达标】1.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向BBBCBABDE第1题FGH2.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的矩形线圈与该磁场的关系，下列说法中正确的有 ( ) A.通电线圈旋转的角度不同，它所在位置的磁感应强度大小也不同 B.不管通电线圈转到什么位置，它所在位置的磁感应强度大小都相等 C.通电线圈旋转的角度不同，它的平面与磁感线的夹角也不同 D.不管通电线圈转到什么位置，它的平面都与磁感线相平行3正在通电的条形电磁铁的铁心突然断成两截，则两截铁心将 （） A.互相吸引 B.互相排斥 C.不发生相互作用 D.无法判断4题4 如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是 （ ） A.向右飞行的正离子 B.向左飞行的正离子 C.向右飞行的负离子 D.向左飞行的负离子第5题5如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳定电流的矩形线abcd，可绕其中心轴 转动，则在转动过程中（ ） Aab和cd两边始终无磁场力作用。 Bab和cd两边所受磁场力大小和方向在转动过程中不断变化。 C线圈在磁场力作用下转动过程中合力始终不为零。 Dab、cd两边受到和磁场力的大小和方向在转动过程中始终保持不变。【拓展提高】第1题1质量为m ，长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面，整个装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向前偏转角而重新平衡，如图。求磁感应强度B的方向和大