高中物理 第三章 磁场 3_3通电导线在磁场中受到的力学案新人教版选修3-1

3.3通电导线在磁场中受到的力【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，并解答有关问题。 2学会用公式FBIL计算B与I垂直和平行两种情况下安培力的大小，并对公式拓展 应用，即FBILsin ，为B与I的夹角。 3了解磁电式电流表的构造及原理。【学习过程】学习任务1：磁感应强度的回顾 问题： 磁感应强度B的方向是如何规定的？ 问题： 磁感应强度B大小是如何定义的？成立条件？ 总结： 磁感应强度B的定义式： 学习任务2：安培力的大小 问题： IB时 问题： IB时 拓展： 如图所示，导线与磁场方向的夹角为时，如何计算导线受安培力的大 小？ 总结： 安培力的大小： 学习任务3：安培力的方向 探究： 安培力与磁场、电流三者方向关系 总结： 伸开左手，使拇指与其余四个手指_，并且与手掌在_； 让_从掌心进入，并使四指指向_的方向，这时大拇指所指 的方向就是_。这就是判定通电导线在磁场中受力方向的 _定则。 应用： 试画出下列通电导线所受的安培力的方向 判断： 把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力 的方向，下列说法中正确的是 ( ) A安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同 B安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直 C安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直 D安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直 练习： 如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘 绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流 方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的 作用力的方向是( ) A水平向左 B水平向右 C竖直向下 D竖直向上 拓展： 两个平行通电导线间是否存在相互作用力？若存在试判断作用力的方向。学习任务3：磁电式电流表(阅读P93书本回答问题) 问题 磁电式电流表的基本组成部分是什么？磁电式电 流表的原理是什么？ 问题 指针偏转的角度与通入的电流大小有怎样的关 系？ 问题 能否利用磁电式电流表确定电流方向？ 【课后作业】（ ）1. 一根长为0.2 m、通以2 A电流的导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强 磁场中，受到安培力的大小可能是 A0.4 N B0.2 N C0.1 N D0（ ）2. 下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是 （ ）3. 一根容易形变的弹性导线，两端固定导线中通有电流，方向如图中箭头 所示当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于 纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是（ ）4. 关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向 之间的关系，下列说法正确的是 AF、B、I三者必须保持相互垂直 BF必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直 CB必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 DI必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直（ ）5. 在如图所示电路中，电池均相同，当电键S分别置于a、b两处时，导线 MM与NN之间的安培力的大小为Fa、Fb，判断这两段导线 A相互吸引，FaFb B相互排斥，FaFb C相互吸引，FaFb D相互排斥，FaFb（ ）6. 如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两 点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N， 此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以 A适当减小磁感应强度 B使磁场反向 C适当增大电流 D使电流反向（ ）7. 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)ILB B方向沿纸面向上，大小为(1)ILB C方向沿纸面向下，大小为(1)ILB D方向沿纸面向下，大小为(1)ILB8.请画出在下图所示的甲、乙、丙三种情况下导线受到的安培力的方向。9. 粗细均匀的直导线MN的两端悬挂在两根相同的轻质弹簧下边，MN恰好在水平位置。 已知MN的质量m10 g，MN的长度l49 cm，沿水平方向与MN垂直的匀强磁场的磁 感应强度B0.5 T。(取g9.8 m/s2) (1)要使两根弹簧能处于自然状态，既不被拉长，也不被压缩，MN中应沿什么方向、通 过多大的电流？ (2)若导线中有从M到N方向的、大小为0.2 A的电流通过时，两根弹簧均被拉长了x 1 mm，求弹簧的劲度系数。 (3)当由N到M方向通过0.2 A的电流时，两根弹簧被拉长多少？10.如图所示，倾角为的光滑斜面上，有一长为L，质量为m的通电导线，导线中的电流 强度为I，电流方向垂直纸面向外。在图中加一匀强磁场，可使导线平衡，试求:最小 的磁感应强度是多少？方向如何？