第03节探究安培力.doc

3.3探究安培力导学案学习目标1.知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向.2.掌握安培力的公式FILBsin ，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知识探究一、安培力的方向1安培力： 在磁场中受的力2左手定则：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 进入，并使四指指向 的方向，这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向3安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：FB，FI，即F垂直于B与I所决定的平面二、安培力的大小1垂直于磁场B放置、长为L的通电导线，当通过的电流为I时，所受安培力为FILB.2当磁感应强度B的方向与导线方向成角时，公式FILBsin_.三、磁电式电流表1原理：安培力与电流的关系通电线圈在磁场中受到安培力而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就 根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向2构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴3特点：极靴与圆柱间的磁场沿半径方向，线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直线圈平面与磁场方向平行，如图所示 知识深化1公式FILBsin 中B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁场对外加磁场的影响2公式FILBsin 中L指的是导线在磁场中的“有效长度”， 弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图6所示)；相应的电流沿L由始端流向末端图63公式FILBsin 中是B和I方向的夹角：(1)当90时，即BI，sin 1，公式变为FILB.(2)当0时，即BI，F0.对点训练一、选择题考点一安培力的方向1在如图所示的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中错误的是()答案C 2.如图，在xOy平面中有一通电直导线与Ox、Oy轴相交，导线中电流方向如图所示该区域有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与Oz轴的正方向相同该磁场的磁感应强度的方向可能是()A沿z轴正方向B沿z轴负方向C沿x轴正方向D沿y轴负方向答案D3.如图所示，把一根通电的硬直导线ab用绝缘轻绳悬挂在通电螺线管正上方，直导线中的电流方向由a向b.闭合开关S瞬间，导线a端所受安培力的方向是()A向上B向下C垂直纸面向外D垂直纸面向里答案D4.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边垂直，指向左边C与ab边平行，竖直向下D与ab边垂直，指向右边答案B5(多选)(2017全国卷19)如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反下列说法正确的是()AL1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直BL3所受磁场作用力的方向与L1、L2所在平面垂直CL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为11DL1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1答案BC考点二安培力的大小6.如图所示，水平导轨接有电源，导轨上固定有三根导体棒a、b、c，c为直径与b等长的半圆，长度关系为c最长，b最短，将装置置于向下的匀强磁场中，在接通电源后，三导体棒中有等大的电流通过，则三导体棒受到的安培力大小关系为()AFaFbFc BFaFbFcCFbFaFc DFaFbFc答案D7如图6所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()答案A8(多选)如图所示，纸面内的金属圆环中通有电流I，圆环圆心为O、半径为R，P、Q为圆环上两点，且OP垂直于OQ，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于纸面向里，则()A整个圆环受到的安培力大小为2BIRB整个圆环受到的安培力大小为0C圆弧PQ受到的安培力大小为BIRD圆弧PQ受到的安培力大小为BIR答案BD9.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答案A考点三安培力的实际应用10(多选)如图甲所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音俯视图乙表示处于辐射状磁场中的线圈(线圈平面即纸面)，磁场方向如图中箭头所示，在图乙中()A当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外答案BC11如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为L的正方形线圈中通以电流I，线圈中的某一条a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则()A该磁场是匀强磁场B该线圈的磁通量为BL2Ca导线受到的安培力方向向下Db导线受到的安培力大小为BIL答案D二、非选择题12(安培力公式的应用)如图，一长为10 cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.1 T，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘金属棒通过开关与一电动势为12 V的电池相连，电路总电阻为2 .已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 cm，重力加速度大小取10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金属棒的质量答案竖直向下0.01 kg13(安培力作用下的平衡)水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加