2019-2020年高三物理一轮复习 02 磁场对电流的作用导学案.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 02 磁场对电流的作用导学案【课题】磁场对电流的作用【导学目标】1、掌握安培力的概念； 2、会用安培力公式分析和解决有关问题。【导入】一、磁场对通电直导线的作用安培力1、大小：在匀强磁场中，当导线方向与磁场方向一致时F安=0；当导线方向与磁场垂直时，F安=BIL。2、方向：用“左手定则”判定。3、注意：F安=BIL的适用条件：一般只适用于匀强磁场；LB；如果是弯曲的通电导线，则L是指有效长度，它等于导线两端点所连直线的长度（如图所示），相应的电流方向沿L由始端流向末端二、安培力的应用：安培力作用下物体的运动方向的判断1、电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，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方向，最后确定运动方向。2、特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向。3、等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。4、利用结论法：两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引；，反向电流相互排斥；两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。利用这些结论分析，可以事半功倍【导研】例1 如图，把轻质线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面，当线圈内通过图示方向的电流时，线圈将怎样运动？例2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线水平吊起通电直导线A，导线与螺线管垂直A中的“”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里电键S闭合前后，绝缘线对导线A的作用力大小的变化情况是()A增大 B不变C减小 D不能确定例3如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒。当导体棒中的电流垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由垂直向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关于B的大小变化的说法中，正确的是（ ）A逐渐增大B逐渐减小C先减小后增大D先增大后减小例4如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平行导轨AB、CD，导轨上放有质量为m的金属棒MN，棒与导轨间的动摩擦因数为，现从t0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流大小与时间成正比，即Ikt，其中k为正恒量若金属棒与导轨始终垂直，则如图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是 () Bab37例5如图所示，铜棒ab长0.1 m，质量为0.06 kg，两端与长为0.15m的轻铜线相连，静止于竖直平面上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B0.5 T，现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒发生摆动。已知最大偏转角为37，则在摆到最大偏角的过程中铜棒的重力势能增加了多少？恒定电流的大小为多少？（不计空气阻力）。【导练】1、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。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B. 方向沿纸面向上，大小为C. 方向沿纸面向下，大小为D. 方向沿纸面向下，大小为2、如右图所示，O为圆心，和是半径分别为ON、OM的同心圆弧，在O处垂直纸面有一载流直导线，电流方向垂直纸面向外，用一根导线围成如图KLMN所示的回路，当回路中沿图示方向通过电流时(电源未在图中画出)，此时回路()A将向左平动 B将向右平动C将在纸面内绕通过O点并垂直纸面的轴转动DKL边将垂直纸面向外运动，MN边垂直纸面向里运动3、如图所示，把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动当导线通过电流I时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是()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4、如图所示，质量为、长为的直导线用两绝缘细线悬挂于，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿正方向的电流，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。则磁感应强度方向和大小可能为（ ）A正向， B正向，C负向， D沿悬线向上，5、有一小段通电导线，长为1cm，电流强度为5A，把它置于磁场中某点，受到的安培力为0.1N，则该点的磁感应强度B一定是()AB2T BB2TCB2T D以上情况均可能6、电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（ ）A.只将轨道长度L变为原来的2倍B.只将电流I增加至原来的2倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变7、如图所示，两平行金属导轨间的距离L0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场金属导轨的一端接有电动势E4.5V、内阻r0.50的直流电源现把一个质量m0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R02.5，金属导轨电阻不计，g取10m/s2，已知sin370.60，cos370.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力的大小；(3)导体棒受到的摩擦力