2015届高中物理 第4节 磁场对通电导线的作力学案 新人教版选修3-1

第4节磁场对通电导线的作用力

学案

课前预习学案

一、预习目标

1、知道什么是安培力，写出安培力公式

2、知道左手定则的内容

3、了解磁电式电流表的工作原理。

二、预习内容

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有关，导线长作用力；导线短，作用力。用公式表示为。

3．如果磁场方向与电流方向夹角为θ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。

三、提出疑惑

课内探究学案

一、学习目标

1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。

2、掌握洛伦兹力大小的推理过程。

3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。

4、了解电视机显像管的工作原理。

二、学习过程

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，

图2

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。

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。

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。也可以由一个电流受另一个

的磁场力判断得相同的结论。

三、反思总结

四、当堂检测

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，下列说法中正确的

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

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

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，这一束带电粒子可能是 （ ）

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

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F 1，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F 2，则此时b 受到的磁场力大小变为 （ ）

A. F 2

B. 21F F -

C. 21F F +

D. 212F F - 课后练习与提高

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90０

的过程中，导线所受的安培力 （ ） A ．大小不变，方向也不变

B ．大小由零渐增大，方向随时改变

C ．大小由零渐增大，方向不变

第4题

第5题

C B

D

第1题

第2题

D ．大小由最大渐减小到零，方向不变

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 ( )

A.a 点

B.b 点

C.c 点

D.d 点

4.关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是 ( ) 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θ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，电流方向垂直纸面向里，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可以是 （ ）

A.B=mgtan θ/IL ，方向垂直斜面向下

B.B=mgtan θ／IL ，方向竖直向下

C.B=mg ／IL ，方向水平向左

D.B=mgcos θ/IL ，方向水平向右

7．如图所示，长直导线通电为I 1，通过通以电流I 2环的中心且垂直环平面，当通以图示方向的电流I 1、I 2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

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面的直导线，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.下列结论正确的是 （ ）

B.磁铁对水平面的压力增大

C.磁铁对水平面施加向左的静摩擦力

第3题

第8题

第7题

第6题

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BIa2

C．当线框转过90°角时，所受磁力矩为M＝BIa2

D．线框必定匀速转动

10.两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

第4节磁场对通电导线的作用力

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参考答案：