2013-2014学年高二物理人教版选修3-1新导学案：3.4通电导线在磁场中受到的力

1、祝学子学业有成，取得好成绩3。4通电导线在磁场中受到的力导学案【学习目标】1、知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小f=bil;电流方向与磁场方向夹角为时，安培力f=bilsin。2、左手定则熟练地判定安培力的方向。3、知道电流表的基本构造，知道电流表测电流大小和方向的基本原理,了解电流表的基本特点【重点难点】安培力的大小、方向，左手定则。【学法指导】认真阅读教材，观察插图，体会磁场对电流的作用力大小与什么因素有关?力的方向有什么特点？【知识链接】什么是磁感应强度？其定义式为：_，注意电流源必须_放置。【学习过程】一、安

2、培力的方向用左手定则判定，安培力始终垂直于 和 所决定的平面,但 和 不一定垂直.若它二者中任一量反向，f将 。二、安培力的大小：b如图:一根长为l的直导线，处于磁感应强度为b的匀强磁场中且与b的夹角为，当通过电流i时，安培力的大小可表示为f= 。当=90时，安培力最大,fmax= 当=0或=180时，安培力为 .【典型例题】例1、见课本94页第1题例2、如图所示,两根平行放置的导电轨道,间距为l，倾角为，轨道间接有电动势为e（内阻不计）的电源，现将一根质量为m、电阻为r的金属杆ab与轨道垂直放于导电轨道上,轨道的摩擦和电阻均不计，要使ab杆静止，（1)所加垂直于导轨平面方向的匀强磁场的磁感应

3、强度多大? 方向如何？(2）所加竖直方向的匀强磁场的磁感应强度多大？方向如何?【训练测试】1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是(）a磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的b磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直c磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流方向一定与安培力方向垂直d磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直2(2009汕头模拟）如图所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线mn，电流i方向从m到n,绳子的拉力均为f.为使f0，可能达到要求的方法是()a加水平向右的磁场b加水

4、平向左的磁场c加垂直纸面向里的磁场d加垂直纸面向外的磁场3一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，导线上的电流方向由左向右，如图所示在导线以其中心点为轴转动90的过程中，导线受到的安培力()a大小不变，方向不变b由零增大到最大，方向时刻变c由最大减小到零,方向不变d由零增大到最大,方向不变4已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的摩擦系数为，有电流时，ab恰好在导轨上静止,如图所示，下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向，其中能使杆ab与导轨之间摩擦力为零的图是 (） 5如图所示，接通开关时，观察到金属棒动起来这说明_,断开开关后，将滑动变阻器的滑动片向左滑动一段距离后,再接通开关时你观察到

5、_；这种现象说明_6如图所示,两平行光滑导轨相距为20cm,金属棒mn的质量为10g，电阻r8,匀强磁场的磁感应强度b0。8t,方向竖直向下，电源电动势e10v，内阻r1，当电键k闭合时,mn恰好平衡，求变阻器r1的取值为多少？设45.【参考答案】1。答案：d解析:电流放入磁场中，不管电流与磁场是否垂直,安培力均垂直磁场和电流所确定的平面，即安培力总是垂直磁场方向,安培力总是垂直电流方向2答案：c解析：为使f0,则f安必竖直向上且f安mg,由左手定则可判定磁场一定是垂直纸面向里,故选项c正确3答案:d解析:导线转动前，电流方向与磁场方向平行，导体不受安培力；当导体转过一个小角度后，电流与磁场不再平行,导体受到安培力的作用;当导体转过90时，电流与磁场垂直,此时导体所受安培力最大根据左手定则判断知，力的方向始终不变选项d正确4答案：ab解析：用左手定则判断各图中导电细杆的受力方向，再判断通电细杆所受的合力5答案：通电导线在磁场中受到力的作用；金属棒摆动的角度更大些；电流越强，导线受到的安培力越大6答案：7解析：先根据左手定则判定安培力的方向，然后根据平衡条件列方程，再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解金属棒平衡时的平面受力图，如图2所示当mn