1、13.4 通电导线在磁场中的受力 1班级 姓名 ， 1 课时 使用时间 一.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，并能用左手定则解答有关问题.2.学会用公式 FBIL 计算 B 与 I 垂直和平行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.重点：用左手定则判定安培力方向；用安培力公式计算难点：用左手定则判定安培力方向；用安培力公式计算二、自学检测一、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 1 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
2、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FB，FI，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 角时，F_. 为 B 与 I 的夹角三合作探究任务一、安培力的方向问题设计1.在如图 1 所示的实验中，上下交换磁极的位置，用以改变磁场方向，导线受力的方向是否改变？这个实验说明安培力的方向与什么因素有关？2改变导线中电流
3、的方向，导线受力的方向是否改变？这个实验说明安培力的方向与什么因素有关？3仔细分析实验结果，安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系？见要点提炼 要点提炼1安培力、磁场方向、电流方向三者之间满足左手定则. 2不论磁场方向和电流方向是否垂直，安培力的方向既与 方向垂直，又与 方向垂直，即总垂直于磁场方向与电流方向所在的 3平行通电导线之间：同向电流相互 ，反向电流相互 例 1 画出图 2 中通电导体棒 ab 所受的安培力的方向(图中箭头方向为磁感线的方向)2任务二、安培力的大小问题设计1.在定义磁感应强度时，让一小段通电导线垂直磁场方向放置，得到 B ，若将公式变FIL形，可得 FILB，此
4、公式的适用条件是什么？2当导线平行于磁场方向放置时，导线受力为多少？要点提炼1安培力大小的计算公式 F ，当 90时，F ，当 0时 F .2弯曲导线的有效长度 L，等于连接两端点直线的长度(如图 3 所示)；相应的电流沿 L 由始端流向末端，安培力大小可表示为 F .延伸思考导线与磁场方向的夹角为 时,如何计算导线受力的大小?例 2 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 4 所示,已知磁感应强度为 1 T试求出各图中导线所受安培力的大小和方向例 3 如图 5 所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方,导线可以自由转动，当
5、导线通入图示方向电 I 时，导线的运动情况是(从上往下看)( )A顺时针转动，同时下降B顺时针转动，同时上升C逆时针转动，同时下降D逆时针转动，同时上升【当堂训练】1、关于通电直导线所受的安培力 F、磁感应强度 B 和电流 I 三者方向之间的关系，下列说法中正确的是（ ）A、F、B、I 的三者必定均相互垂直3B、F 必定垂直于 B、I，但 B 不一定垂直于 IC、B 必定垂直于 F、I，但 F 不一定垂直于 ID、I 必定垂直于 F、B，但 F 不一定垂直于 B2、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（
6、 ）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3、如图所示，一根通有电流 I 的直铜棒 MN，用导线挂在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，此时两根悬线处于紧张状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零（ ）A、适当增大电流 B、使电流反向并适当减小C、保持电流 I 不变，适当增大 B D、使电流 I 反向，适当减小4、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
7、磁铁的磁性 D、转紧表内的螺旋弹簧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 F1，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 F2，则此时 b 受到的磁场力大小变为（ ）A、F 2 B、F 1-F2 C、F 1+F2 D、2F 1-F2二、填空题：6、如图所示，通有电流的导体 A 可以自由运动，判断导线 A 受安培力的情况及在安培力作用下导线将如何运动。7、在匀强磁场中，有一段 5的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是 1A 时，受磁场人作用力是 0.1N，那么磁感应强度 B= T；现将导线长度增大为原来的 3 倍
8、，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度 B= T，导线受到的安培力 F= N。8、长为 L 的水平通电直导线放在倾角为 的光滑的斜面上，并处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，若磁场方向竖直向上，则电流为 I1时导线平衡，若磁场方向垂直于斜面向上，则电流为 I2时导线平衡，那么样 I1：I 2= 。四检测清盘1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 ( )2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4CB 必须垂直 F、I
9、，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3如图 1 所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时( )A磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用4一根长为 0.2 m、电流为 2 A 的通电导线，放在 B0.5 的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是 ( )A0.4 N B0.2 N C0.1 N D0 N5在图 2 所示的电路中，电池均相同，当开关 S
10、分别置于a、b 两处时，导线 MM与 NN之间的安培力的大小分别为Fa、Fb，可判断两段导线( )A相互吸引，FaFb B相互排斥，FaFbC相互吸引，FaFb D相互排斥，FaFb6如图 3 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7一个可以自由运动的线圈 L1 和一个固定的线圈 L2 互相绝缘，垂直放置，且两个线圈的圆心重合当两线圈都通过如图 4 所示方向的电流时，则从左向右看，线圈 L1 将( )A不动B顺时针转动C逆时针转动 D向纸外平动五学有所得
