3.4通电导线在磁场中受到的力

第四节 通电导线在磁场中受到的力

【课标转述】

会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。通过实验认识安培力。会判断安培力的方向。会计算匀强磁场中安培力的大小。 【学习目标】

1．安培力大小的计算及其方向的判断

2．安培力公式及其适用条件，左手定则熟练地判定安培力方向，并会用它解答有关问题。 3、磁电式电流表的工作原理 【要点导学】

探究点一：安培力的方向

1、什么是安培力？

2、如何判断安培力的方向？

实验表明：安培力的方向既跟______方向垂直，又跟__________方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于__________________所在的平面.

人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律一一___________________．

左手定则：伸开_____手，使大拇指跟其余四个手指_________，并且跟手掌在__________内，把手放人______场中，让磁感线_________穿入手心，并使伸开的四指指向__ ___方向，那么，___ __所指的方向，就是_ _的方向．

练习1：P94----1、2

探究点二：3、安培力的大小

1）当B与I垂直时，安培力的大小 2）当B与I平行时，安培力的大小 3）当B与I成θ角时，安培力的大小 其中θ是磁感应强度B的方向与导线方向的夹角。

注意：尽管公式F=ILB是从公式B=F/IL变形而得的，但两者的物理意义却有不同。

① 公式B=F/IL是根据放置于给定磁场中的给定点上的检验电流(电流元)受力情况，来确定这一位置的磁场的性质，它对____________________都是适用的。

②公式F=ILB则是在已知磁场性质的基础上，确定在给定位置上给定的一小段通电直导线的受力情况，在中学阶段，它只适用于_________________。 思考：如何确定弯曲导线所受安培力的大小呢？

探究点三：磁电式电流表(课本P93) 1、磁电式电流表的构造是怎样的？

2、电流表的工作原理是什么？（优、缺点）

【课堂练习】

1、关于通电导线所受安培力F的方向与磁场磁感应强度B的方向和电流的方向之间的关系，下述说法正确的是（ ）

A．F、B、I三者总是互相垂直的 B．F总与B和I垂直，但B、I之间可以不垂直 C．B总与F和I垂直，但F、I之间可以不垂直 D．I总与F和B垂直，但F、B之间可以不垂直2、赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为( ). (A)正东

(B)正南

(C)正西

(D)正北

3．质量为m、长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与导轨平面成θ角斜向上，如图所示，求MN受到的支持力和摩擦力。

【反馈练习】

1.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挂于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( ).

(A)适当减小磁感应强度 (B)使磁场反向 (C)适当增大电流强度 (D)使电流反向

2.如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于同一竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以( ). (A)将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负檄 (B)将b、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极 (C)将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极

(D)将a、c端接在交流电源的一端,b、d接在交流电源的另一端 3．如图所示，一根长为L的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当棒中通以向右的电流I时，弹簧缩短Δy；若通以向左的电流，也是大小等于I时，弹簧伸长Δy，则磁感应强度B为_______ A.kΔy/IL

B.2kΔy/IL C.kIL/Δy

D.2IL/kΔy

4如图所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是（ ） A、ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动 B、ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动 C、ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动 D、ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动

5、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

6、一只电压表读数偏小，为纠正这一偏差，可以采取的措施是（ ） A、减少表头线圈的匝数 B、增大表内的串联电阻 C、增强表头的永久磁铁的磁性 D、转紧表内的螺旋弹簧

7、质量为0.5㎏的金属杆在相距1m的水平轨道上与轨道垂直放置金属杆上通以I=4A的恒定电流，如图所示，匀强磁场B垂直轨道平面，金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2，求匀强磁场的磁感应强度B的大小。

8、在倾角为 的光滑斜面上，置一通有电流为I、长为L、质量为m的导体棒，如图所示，试求：

⑴欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向 ⑵欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，应加匀强磁场B的最小值和方向

9、电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年，澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定电流10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（不计轨道摩擦）

【课后反思】