资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,金太阳新课标资源网,*,*,*,4,通电导线在磁场中受到的力,1,安培力的方向,磁场,磁感线,电流,安培力,(1),安培力：通电导线在,_,中受的力称为安培力,(2),左手定则：伸出左手，使拇指与,其余四个手指垂直，并,且都与手掌在同一平面内；让,_,从手心进入，并使四,指指向,_,的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在,磁场中所受,_,的方向,2,安培力的大小,(1),当,B,与,I,垂直时，安培力的大小,F,_.,(2),当,B,与,I,平行时，安培力的大小,F,_.,(3),当,B,与,I,成,角时，安培力的大小,F,_,，,是,磁感应强度,B,的方向与导线,方向的夹角,3,磁电式电流表,(1),构造：,_,、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴等,(2),原理：通电线圈在磁场中受到,_,而偏转,线圈偏转的角度越大，被测电流就,_,根据线,圈,_,，可以知道被测,电流的方向,ILB,0,磁铁,安培力,越大,偏转的方向,ILB,sin,知识点,1,安培力的,方向,图,3,4,1,按照图,3,4,1,所示进行实验：,(1),调换磁铁两极的位置来改,变磁场方向，则导线的受力方,向,_(,填“改变”或“不改变”,),(2),改变导线中的电流方向，则导线的受力方向,_(,填,“改变”或“不改变”,),(3),结论：安培力的方向与磁场方向、电流方向,_(,填,“有关”或“无关”,),，且安培力方向,_,于磁感线和通电,导线所在的平面,改变,改变,有关,垂直,1,安培力方向的判断方法：左手定则,伸出左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在,同一平面内；让磁感线从手心进入，并使四指指向电流的方向，,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方,向,2,判断安培力的方向时应注意以下几点,(1),安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定,的平面在判断时首先确定磁场与电流所确定的平面，从而判,断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断,出安培力的具体方向,(2),当电流方向与磁场方向不垂直时，安培力方向仍垂直于,电流与磁场所决定的平面，仍可用左手定则来判断安培力的方,向，只是磁感线不再垂直穿过手心,(3),注意区别安培力、电场力方向与场方向的关系，安培力,方向总与磁场方向垂直，而电场力方向与电场的方向平行,3,电流间相互作用规律：同向电流相互吸引，异向电流相,互排斥,【,例,1,】,如选,项所示,的通电导线，在磁场中受力分析正确,的是,(,),解析：,注意安培定则与左手定则的区分，通电导体在磁场,中的受力用左手定则,答案：,C,【,触类旁通,】,1,在赤道处沿东西方向,放置一根通电直导线，导线中电子,定向运动的方向是由东向西，则导线受到地磁场的作用力的方,向为,(,),A,向上,B,向下,C,向东,D,向北,解析：,地磁场南北极与地理南北极恰好相反赤道处导线,内电流方向为自西向东，地磁场磁感线由南极指向北极，故安,培力向上,答案：,A,2,用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让,两者等高平行放置，如图,3,4,2,所示当两导线环中通入方,向相同的电流,I,1,、,I,2,时，则有,(,),A,两导线环相互吸引,B,两导线环相互排斥,C,两导线环无相互作用力,D,两导线环先吸引后排斥,图,3,4,2,解析：,通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质,是对放入其中的磁体或电流产生力的作用由于导线环中通入,的电流方向相同，两者同位置处的电流方向完全相同，相当于,通入同向电流的直导线，据同向电流相互吸引的规律，知两导,线环应相互吸引，故,A,正确,答案：,A,知识点,2,安培力的大小,1,安培力的大小,(1),当通电导线与磁场方向垂直时，它所受的安培力,F,_.,(2),当通电导线与磁场方向平行时，它所受的安培力,F,_.,ILB,0,(3),当通电导线与磁场方向成,角时，如图,3,4,3,所示，可,把磁感应强度,B,分解为两个分量：一个与导线垂直的分量,B,_,；一个与导线平行的分量,B,_.,其中平行于导线,的分量,B,不产生安培力，导线所受安培力仅由,B,产生，由此,可得到,F,ILB,_.,图,3,4,3,ILB,sin,B,sin,B,cos,2,如图,3,4,4,所示，半径为,r,的半圆形导线与磁场,B,垂,直放置，当导线中通以电流,I,时，导线受到的安培力多大？,图,3,4,4,解：,导线的等效长度为,2,r,，故安培力,F,2,BIr,.,1,公式,F,ILB,中,L,为导线垂直于磁场方向的有效长度,当,B,与,I,垂直时，安培力最大，,F,ILB,；当,B,与,I,平行时，安,培力最小，,F,0,；当,B,与,I,成,角时，,F,ILB,sin,，如图,3,4,5,所示,图,3,4,5,图,3,4,6,注意：,公式,F,ILB,sin,中,是,B,与,I,方向的夹角，不能盲,目应用题目中所给的夹角，要根,据具体情况进行分析,2,弯曲导线的有效长度,L,，等于连接两端点直线的长度,(,如,图,3,4,6,所示,),；相应的电流沿,L,由始端向末端,【,例,2,】,如图,3,4,7,所示，长为,2,l,的直导线折成边长相,等，夹角为,60,的,V,形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁,场中，磁感应强度为,B,.,当在该导线中通以电流强度为,I,的电流,时，该,V,形通电导线受到的安培力大小为,(,),A,0,B,0.5,BIl,C,BIl,D,2,BIl,图,3,4,7,解析：,V,形通电,导线的等效长度为图,3,4,8,中虚线部分，,所以,F,BIl,，故选项,C,正确,图,3,4,8,答案：,C,【,触类旁通,】,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,3,4,9,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,改变,C,由最大减小到零，方向不变,D,由零增大到最大，方向不变,图,3,4,9,知识点,3,磁电式电,流表,1,磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴,(,软铁制成,),、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯,(,软铁制成,),2,磁电式电流表的原理,(1),由于安培力与电流成正比，当线圈中流入的电流越大,时，线圈上产生的安培力越大，线圈和指针转过的角度也越大,因此根据指针偏转角度的大小，就可以知道被测电流的强弱,(2),由左手定则可知，当流入线圈中的电流方向改变时，线,圈上产生的安培力的方向也改变，从而使线圈和指针偏转的方,向也改变所以根据指针偏转的方向，可以知道被测电流的方,向,3,磁电式电流表的特点,(1),灵敏度高，可以测量很弱的电流，但是绕制线圈的导线,很细，允许通过的电流很小,(2),电流和安培力成正比，所以电流表的刻度是均匀的,(3),电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向转,动,【,例,3,】,(,双选,),下列有关磁,电式电,流表的说法中正确的是,(,),A,电流表的工作原理是安培力对通电导线的加速作用,B,电流表的工作原理是安培力对通电线框的转动作用,C,电流表的指针的偏转角度与所通电流成正比,D,电流表的指针的偏转角度与所通电流成反比,【,例,3,】,(,双选,),下列有关磁,电式电,流表的说法中正确的是,(,),解析：,磁场是均匀辐向分布的，安培力对线框起转动作用，,故,A,错误，,B,正确；当线框所受安培力的转动力矩与弹簧产生,的阻力力矩相等时，,指针有确定读数，转动角度与电流成正比,关系，,C,正确，,D,错误,答案：,BC,【,触类旁通,】,4,(,双选,),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,(,),BD,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,1,安培力作用下导体运动方向的判断,如果通电导体放置在非匀强磁场中，则不能够运用,F,ILB,进行定量的计算，但可用,F,ILB,和左手定则进行定性的讨论，,常用的方,法有以下几种：,(1),电流元分析法：把整段电流等效分成很多段直线电流,元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从,而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向，注意,一般取对称的两段电流元分析,(2),等效分析法：环形电流可以等效为小磁针,(,或条形磁铁,),，,条形磁铁也可等效成环形电流，通电螺线管可以等效,成很多的,环形电流来分析,(3),特殊位置分析法：根据通电导体在特殊位置所受安培力,的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置,(4),转换研究对象法：定性分析磁体在电流磁场作用下如何,运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后,由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作用力，从而确,定磁体所受合力及运动方向,【,例,4,】,如图,3,4,10,所示，把一重力不计可自由运动的,通电直导线水平放在蹄形,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,图,3,4,10,解析：,电流元分析法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,答案：,C,【,触类旁通,】,5,如图,3,4,11,所示，在条形磁铁,S,极附近悬挂一个圆,形线圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面内,，当线圈中通以,),如图所示方向的电流时，线圈将,(,A,向磁铁平移,B,远离磁铁平移,C,边转动边向左摆动,D,边转动边向右摆动,图,3,4,11,解析：,电流元分析法：取离条形磁铁最近的一小段电流和,与之对称位置的一小段电流判断这两段电流的受力可知，线,圈将转动转动后与磁铁相互吸引靠近等效分析法：环形电,流等效为小磁针,答案：,C,6,如图,3,4,12,所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在,磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线当导线中通以由,外向内的电流时,(,),图,3,4,12,A,磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力减小,B,磁铁受到向右的摩擦力，且对桌面的压力减小,C,磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大,D,磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变,解析：,转换研究对象法此题若从电流产生的磁场入手分,析，通电直导线的磁场可以用安培定则判断，但处于磁场中的,不是小磁针而是大条形磁铁，其受力如何很难判定，可能会误,认为,D,选项正确若将思维方式变换一下，先判定条形磁铁在,通电导线处的磁场方向；再用左手定则判断通电导线在条形磁,铁的磁场中受到的安培力斜向左下方；然后根据牛顿第三定律，,磁铁受,到通电导线的作用力应斜向右上方因磁铁受力平衡，,所以支持力减小，即对桌面的压力减小，同时受到向左的摩擦,力，故,A,选项正确,答案：,A,2,关于安培力的综合计算,(1),有安培力参与的物体平衡，也是利用物体的平衡条件解,题，其中安培力是众多力中的一个,(2),与闭合电路欧姆定律相结合的题目主要应用：,闭合电路欧姆定律,安培力求解公式,F,ILB,.,物体平衡条件,(3),在安培力作用下物体平衡的求解步骤和共点力平衡相,似，一般也是先进行受力分析，再根据共点力的平衡条件列出,平衡方程，其中重要的是在受力分析过程中不要漏掉了安培力,(4),安培力作为通电导体所受的外力参与受力分析，产生了,通电导体在磁场中的平衡、加速及做功问题，这类问题与力学,知识的
展开阅读全文