通电导线在磁场中受到的力学案.docVIP

★☆★☆★ 我的学堂 ● 物理 ★☆★☆★ 第 PAGE 4 页 共 NUMPAGES 6 页 3.3.4 通电导线在磁场中受到的力 一、安培力的方向 1．安培力：通电导线在________中受的力． 2．决定安培力方向的因素：________和磁感应强度方向． 3．左手定则：如图所示，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让________从掌心进入，并使四指指向________，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受________的方向． 4．安培力的特点 F⊥B，F⊥I，即F垂直于______决定的平面． 5．平行通电导线间的作用力：电流方向相同，两导线相互________________，电流方向相反，两导线相互________． 二、安培力的大小 1．当通电导线垂直磁场方向放置时所受安培力的大小为：F＝________. 2．当磁感应强度B的方向与通电导线平行时，导线受力F＝________. 3．当磁感应强度B的方向与通电导线方向成θ角时，F＝________.θ为B与I的夹角． 三、磁电式电流表 1．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． 2．构造：________、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴． 3．特点：两磁极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿________方向，保证线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直．使线圈平面总与磁场方向________，使表盘刻度均匀，如图所示． 4．优点：灵敏度高，可以测出________的电流．缺点：线圈导线很细，允许通过的电流很弱. 安培力的方向 [问题情境] 如图所示，用一蹄形磁铁慢慢地接近发光的白炽灯泡可以看到灯丝颤抖起来，你能解释一下灯丝为什么会“颤抖”吗？ 1．电场力是怎样产生的？安培力呢？ 　 2．安培力的方向与哪些因素有关？如何来判断？ 　 3．安培力的方向、磁场方向、电流方向在同一平面内吗？ 　 4．平行通电直导线间的作用力是怎样产生的？什么情况下两导线相吸引？什么情况下相排斥？ 　 [要点提炼] ______手定则——安培力的方向判断 伸开________手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让______从掌心进入，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． [问题延伸] 安培定则又称______手螺旋定则，是判断电流产生的磁场方向的；左手定则是判断电流在磁场中所受安培力方向的． 二、安培力的大小 [问题情境] 1．磁感应强度B是如何定义的？表达式是怎样的？式中的F指的是什么？ 　 2．磁感应强度的方向与导线方向必须垂直吗？若不垂直如何计算安培力大小． 　 [要点提炼] 安培力大小的公式表述： (1)当B与I垂直时，F＝BIL. (2)当B与I成θ角时，F＝BILsin θ，θ是B与I的夹角． [问题延伸] 1．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图所示)；相应的电流沿L由始端流向末端． 2．公式F＝IBLsin θ中的Lsin θ也可以理解为垂直于磁场方向的“有效长度”． 3．用公式计算安培力适用于电流处于匀强磁场中． 三、磁电式电流表 [问题情境] 1．磁电式电流表的构造是怎样的？ 　 2．磁电式电流表的原理是什么？ 　 3．磁电式电流表优、缺点是什么？ 　 [问题延伸] 1．线圈通入的电流越大，指针偏转的角度________，指针偏转的角度和电流成________． 2．通电线圈中的电流方向改变时，线圈受到的安培力方向________，指针的偏转也____. 例1　将长度为20 cm、通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图5所示．已知磁感应强度为1 T，试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向． 变式训练1　如图所示，其中A、B图已知电流方向及其所受磁场力的方向，试判断并在图中标出磁场方向．C、D图已知磁场方向及其对电流作用力的方向，试判断电流方向并在图中标出． 例2　一条形磁铁放在水平桌面上，在它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒，图中只画出此棒的横截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是(　　) A．磁铁对桌面的压力减小 B．磁铁对桌面的压力增大 C．磁铁受到向右的摩擦力 D．磁铁受到向左的摩擦力 变式训练2　如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈(　　) A．向左运动