资源描述
第四节 磁场对通电导线的作用力学案导学学习目标1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F=8sin2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。3、了解磁电式电流表的工作原理。学习重点安培力的大小计算和方向的判定。学习难点用左手定则判定安培力的方向。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 度相关，导线长作用力导线短，作用力用公式表示为 o3 .如果磁场方向与电流方向夹角为0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。同步导学例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而 的方向时，电流受力向下，导线将向下运动。所以C选项准确。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a-b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b-a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 B = 解方程组得 IL例3.如图5两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将（）A.吸引B.排斥C.保持静止D.边吸引边转动解答：两个线圈内的电流产生的磁场方向相同，互相吸引。也能够由一个电流受另一个 的磁场力判断得相同的结论。当堂达标1 .画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向2 .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，下列说法中准确的 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8 .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 .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，这个束带电粒子可能是（）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，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同方向相反的电流，a受到 的磁场力大小为B,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为 F2,则此时b受到的磁场力大小变为（ ）A. F2B,c. +尸2 D, 26-尸26.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abed,可绕其中心 轴0，转动，则在转动过程中（）A. ab和cd两边始终无磁场力作用。B. ab和cd两边所受磁场力大小和方向在转动过程中持续变化。C.线圈在磁场力作用下转动过程中合力始终不为零。D. ab、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。喘6题x| x x|xx 义 BX X第7题7 .如图，当左边的线圈通以逆时针电流I时，天平恰好平衡，此时天平右边的硅码为 m,若改为顺时针方向的电流且大小不变，则需在天平右边增加口】的硅码，通电线圈受到 磁场力大小为（）A. Amg/2 B. （m+Am） g C. Amg D. （m+Am） g/28 .通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有（）A线圈所受安培力的合力为零B.线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零C.线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零D.线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果9 .磁电式电流表中通以相同电流时，指针偏转角度越大，表示电流表灵敏度越高，若其 余条件都相同，则灵敏度高的电流表具有（）A.比较小的通电线圈的横截而积B.比较“硬”的两个螺旋弹簧C.比较少的通电线圈匝数D.比较强的辐向分布的磁场10 .通电矩形导线框abed与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示, ab边与MN平行。关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述中准确的是（）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同C.线框所受安培力的合力朝左D. cd边所受安培力对ab边力矩不为零11 .直导线AB与圆线圈的平而垂直且隔有一小段距离，直导线固定，线圈能够自由运动,当通过如图所示的电流时（同时通电）从左向右看,线圈将A.顺时针转动，同时靠近直导线ABB.顺时针转动，同时离开直导线ABC.逆时针转动，同时靠近直导线A BD.不动12 .把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面内。.当线圈通以图示方向的电流时线圈将A.发生转动,同时靠近磁铁B.发生转动,同时远离磁铁C.不发生转动，只靠近磁铁D.不发生转动，只远离磁铁13 .如图，原来静止的圆形线圈通入逆时针方向的电流I,在其直径AB上靠近B点处放 一根垂直于线圈的固定不动的长直导线,长直导线通以垂直于纸面向里方向的电流r的作 用下圆线圈将A.向左平动 B,向右平动 C.以直径为轴转动 D.静止不动14 .在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，一段长为0.5m的通电导体在外力作用下做匀速直线运动，设通过导体的电流为4A,运动速度是0.6m/s,电流方向、速度方向、磁场方向两两相互垂直，则移动这段导线所需要的功率是W.第15题15 .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的方向和大小。拓展提升1. 一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强 磁场中，此时悬线的张力大于零而小于铜棒的重力.使悬线中 张力为零，可采用的方法有 （ ）A.适当增大电流，方向不变B.适当减小电流，方向反向C.电流大小、方向不变D.使原电流反向，并适当减弱磁场2. 一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流 过.当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90的过程中，导线所受的安培力（）A.大小不变，方向也不变5iB.大小由零潮增大，方向随时改变- 4= C.大小由零渐增大，方向不变 D.大小由最大渐减小到零，方向不变第2题3 .如图所示，有一根直导线上通以恒定电流I,方向垂直指向纸内，且和匀强磁场B垂 直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（）4 .关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法准确的是（）A.安培力的方向就是该处的磁场方向B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大5 .一根用导线绕制的螺线管，水平放置，在通电的瞬间，可能发生的情况是（）A.伸长B.缩短C.弯曲D.转动6 .如图所示，在倾角为0的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L,质量为m的 通电直导线，电流方向垂直纸而向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的 大小和方向能够是（）A. B=mgtan0/IL,方向垂直斜面向下B. B=mgtan0 / IL,方向竖直向下C.B=mg/IL,方向水平向左D.B=mgcosOIL方向水平向右7 .如图所示，长直导线通电为L，通过通以电流k环的中心且垂直环平而，当通以图 示方向的电流L、I二时，环所受安培力（）A.沿半径方向向里B.沿半径方向向外C.等于零 D.水平向左 E.水平向右第7题第8题8 .条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸而的直导线，如图所 示，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止.下列结论准确的是 （）B.磁铁对水平面的压力增大C.磁铁对水平而施加向左的静摩擦力D.磁铁所受的合外力增加9 .如图所示，边长为a的正方形线框通以恒定电流I,在匀强磁场中以OO为轴按图 示位置转动，则（设无外力作用）（）A.电流的方向是逆时针方向B.图示位置，线框所受磁力矩为Bia?C,当线框转过90角时，所受磁力矩为M = BIa?D,线框必定匀速转动两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图所示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是（）A,都绕圆柱体转动B,彼此相向运动，且具有大小相等的加速度C.彼此相向运动，电流大的加速度大D.彼此背向运动，电流大的加速度大1L两条导线互相垂直，如图所示，但相隔一段较小的距离，其中一条AB是固定的，另 条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将（）A,逆时针方向转动，同时靠近导线ABC,逆时针方向转动，同时离开导线ABB.顺时针方向转动，同时靠近导线ABD.顺时针方向转动，同时离开导线AB第11题第12题12 .如图所示，在匀强磁场中有一矩形线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下发生转动，转动方向是（）A.ab边转向纸外，cd边转向纸内B.ab边转向纸内，cd边转向纸外C. ad边转向纸内，cd边转向纸外D. ad边转向纸外，cd边转向纸内13.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的均匀辐向分布的磁场，下列说法中准确的有（ ）A.该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同B.该磁场的磁感应强度方向处处相同，大小不等C.该磁场的磁感应强度大小和方向都不相同D.线圈所处位置的磁感应强度大小都相等14. 一只电流表，发现读数偏小，为纠正这个差错，可行的措施是（A.减少表头线圈的匝数B.减小永久磁铁的磁性C.增加分流电阻的阻值D.增加表头线圈的匝数15.如图所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L, 共n匝.线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流1（方向如图）时, 在天平左、右两边加上质量各为如、叱的祛码，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边 再加上质量为m的硅码后，天平重新平衡，由此可知（）A.磁感应强度的方向垂直纸而向里，大小为（mnk）g/nllB.磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为mg/2nILC.磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为（m）g/nILD.磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为mg / 2nILAIDm】r I62第15题磁场七-116 .如图所示，水平放置的两根平行金属导轨相距0. 2m,上面有一质量为0. 04kg的均 匀金属棒ab,电源电动势为6V、内阻为0.5C,滑动变阻器调到2. 5。时，要在金属棒所 在位置施加一个磁感应强度大小为 T,方向 的匀强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零.（gEOm/s：）17 .如图所示，在垂直纸而向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线abc,且 ab=bc=L），通有电流I，磁场的磁感应强度为B,若要使该导线静止不动，在b点应该施加 一个力F。，则F。的方向为： B的大小为.第17题第18题18 .一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abed, be边长为L, 线框下边部分处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B,方向与线框平而垂直，如图所示，垂 直纸而向里.线框中通以电流，方向如图，开始时线框处于平衡状态.现令磁场反向，磁感应 强度大小仍为B,线框达到新的平衡，在此过程中，线框位移的大小Ax二,方向19 .在倾角为0的光滑斜而上，置一通有电流L长为L,质量为m的导体棒，如图所示欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值为多少？方向如何?欲使棒静止在斜面上，且对斜面无压力，应加匀强磁场B的最小值为多少？方向如 何？分析欲使棒静止在斜而上且要求B垂直于L,应外加磁场的方向及范围。探究：课后“做一做工学后反思:你对学案的意见:课后作业：思考“问题与练习” 2、3、4第四节磁场对通电导线的作用力 学案导学答案自主学习1通电导线2垂直于大小F=IBL3F=BILsinO 左手4手心电流受力5辐向均匀分布当堂达标1,略 2. BD 3. A 4 . BC 5 . A 6 . D 7 . A 8. A D 9 . D 10 . BC11 . C 12 . A 13 . C14 . F=0.8N. P= =0.48Wmg 八tan 015 . IL 向上拓展提升1. A 2, C 3 . A 4 . BD 5 . B 6 . ABC 7 . C 8 . BC 9 . A10. B 11. A 12. B 13 . D 14 . CD 15. AB1.1 IT方向水平向左17 .方向沿Nabc的平分线方向 肚21k2nBIL 一，.18 . Ax = x x I =,方向向卜一k19 .mgsinO/IL,方向垂直斜而向上，mg/IL,磁场方向水平向右方向如右图示
展开阅读全文