2022年高中物理 第二章 第三節(jié)《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用》導(dǎo)學(xué)案新人教版選修1

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1、2022年高中物理 第二章 第三節(jié)《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)的作用》導(dǎo)學(xué)案新人教版選修1 一、安培力的方向 1．安培力：通電導(dǎo)線(xiàn)在__________中受的力． 2．決定安培力方向的因素：__________和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向． 3．左手定則：如圖1所示，伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)．讓__________從掌心進(jìn)入，并使四指指向__________，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受__________的方向． 4．安培力的特點(diǎn) F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于__________決定的平面． 5．平行通電導(dǎo)線(xiàn)間的作用力：電流方向相同，兩導(dǎo)線(xiàn)相互____

2、____________，電流方向相反，兩導(dǎo)線(xiàn)相互________________． 二、安培力的大小 1．當(dāng)通電導(dǎo)線(xiàn)垂直磁場(chǎng)方向放置時(shí)所受安培力的大小為：F＝__________. 2．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與通電導(dǎo)線(xiàn)平行時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)受力F＝__________. 3．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與通電導(dǎo)線(xiàn)方向成θ角時(shí)，F(xiàn)＝__________.θ為B與I的夾角． 三、磁電式電流表 1．原理：通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受到________而偏轉(zhuǎn)．線(xiàn)圈偏轉(zhuǎn)的角度越大，被測(cè)電流就________．根據(jù)線(xiàn)圈________，可以知道被測(cè)電流的方向． 2．構(gòu)造：________、線(xiàn)圈、螺旋彈簧、指針、極靴．

3、 3．特點(diǎn)：兩磁極間的極靴和極靴中間的鐵質(zhì)圓柱，使極靴與圓柱間的磁場(chǎng)都沿________方向，保證線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安培力的大小不受磁場(chǎng)影響，電流所受安培力的方向總與線(xiàn)圈平面垂直．使線(xiàn)圈平面總與磁場(chǎng)方向________，使表盤(pán)刻度均勻． 4．優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，可以測(cè)出________的電流． 缺點(diǎn)：線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)很細(xì)，允許通過(guò)的電流很弱. 課內(nèi)探究學(xué)案 一、安培力的方向 如圖3所示，用一蹄形磁鐵慢慢地接近發(fā)光的白熾燈泡可以看到燈絲顫抖起來(lái)，你能解釋一下燈絲為什么會(huì)“顫抖”嗎？ 1．電場(chǎng)力是怎樣產(chǎn)生的？安培力呢？ 　 2．安培力的方向與哪些因素有關(guān)？如何來(lái)判斷？ 　 3．安培力的方向、磁

4、場(chǎng)方向、電流方向在同一平面內(nèi)嗎？ 　 4．平行通電直導(dǎo)線(xiàn)間的作用力是怎樣產(chǎn)生的？什么情況下兩導(dǎo)線(xiàn)相吸引？什么情況下相排斥？ 　 [要點(diǎn)提煉] ______手定則——安培力的方向判斷 伸開(kāi)________手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓______從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受安培力的方向． [問(wèn)題延伸] 安培定則又稱(chēng)_______手螺旋定則，是判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向的；左手定則是判斷電流在磁場(chǎng)中所受安培力方向的． 二、安培力的大小 1．磁感應(yīng)強(qiáng)度B是如何定義的？表達(dá)式是怎樣的？式中的F指的是什么？

5、 　 2．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與導(dǎo)線(xiàn)方向必須垂直嗎？若不垂直如何計(jì)算安培力大小． 　　 [要點(diǎn)提煉] 安培力大小的公式表述： (1)當(dāng)B與I垂直時(shí)，F(xiàn)＝BIL. (2)當(dāng)B與I成θ角時(shí)，F(xiàn)＝BILsin θ，θ是B與I的夾角． [問(wèn)題延伸] 1．彎曲導(dǎo)線(xiàn)的有效長(zhǎng)度L，等于連接兩端點(diǎn)直線(xiàn)的長(zhǎng)度(如圖4所示)；相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端． 2．公式F＝IBLsin θ中的Lsin θ也可以理解為垂直于磁場(chǎng)方向的“有效長(zhǎng)度”． 3．用公式計(jì)算安培力適用于電流處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中． 三、磁電式電流表 1．磁電式電流表的構(gòu)造是怎樣的？ 　　 2．磁電式電流表的原理是什么？ 　　

6、 3．磁電式電流表優(yōu)、缺點(diǎn)是什么？ 　　 [問(wèn)題延伸] 1．線(xiàn)圈通入的電流越大，指針偏轉(zhuǎn)的角度________，指針偏轉(zhuǎn)的角度和電流成________． 2．通電線(xiàn)圈中的電流方向改變時(shí)，線(xiàn)圈受到的安培力方向________，指針的偏轉(zhuǎn)也____. 例1　將長(zhǎng)度為20 cm、通有0.1 A電流的直導(dǎo)線(xiàn)放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示．已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 T，試求出下列各圖中導(dǎo)線(xiàn)所受安培力的大小和方向． 變式1　如圖所示，其中A、B圖已知電流方向及其所受磁場(chǎng)力的方向，試判斷并在圖中標(biāo)出磁場(chǎng)方向．C、D圖已知磁場(chǎng)方向及其對(duì)電流作用力的方向，試判斷電流方

7、向并在圖中標(biāo)出． 例2　一條形磁鐵放在水平桌面上，在它的上方靠S極一側(cè)吊掛一根與它垂直的導(dǎo)體棒，圖中只畫(huà)出此棒的橫截面圖，并標(biāo)出此棒中的電流是流向紙內(nèi)的，在通電的一瞬間可能產(chǎn)生的情況是(　　) A．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小 B．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大 C．磁鐵受到向右的摩擦力 D．磁鐵受到向左的摩擦力 變式2　如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)電線(xiàn)圈用絕緣細(xì)線(xiàn)懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線(xiàn)穿過(guò)線(xiàn)圈的圓心且垂直于線(xiàn)圈平面，當(dāng)線(xiàn)圈內(nèi)通入如圖方向的電流后，則線(xiàn)圈(　　) A．向左運(yùn)動(dòng) B．向右運(yùn)動(dòng) C．靜止不動(dòng) D．無(wú)法確定 例3　在傾角為α的光滑斜面上，置一通有電流I，長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如圖所示，試問(wèn)： (1)欲使棒靜止在斜面上，外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向． (2)欲使棒靜止在斜面上且對(duì)斜面無(wú)壓力，外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向． 變式訓(xùn)練3　如圖所示，用兩根輕細(xì)懸線(xiàn)將質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab懸掛在c、d兩處，置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)．當(dāng)棒中通以從a到b的電流I后，兩懸線(xiàn)偏離豎直方向θ角，棒處于平衡狀態(tài)．則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少？