1、13.4 通电导线在磁场中的受力（二）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.3.了解磁电式电表的构造及原理重点：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
2、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、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
3、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 2 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.三合作探究任务、磁电式电流表问题设计1磁电式电流表的构造是怎样的？磁电式电流表的原理是什么？2指针偏转的角度与通入的电流大小有怎样的关系？2例 1 根据以上对磁电式电流表的学习判断，以下说法正确的是 ( )A指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的阻力与线圈受到的安培力方向是相反的B通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度
4、也越大C在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场D在线圈转动的范围内，线圈所受安培力与电流有关，而与所处位置无关【当堂训练】1、如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（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2、一根均匀粗导线的两端用柔软导线拉入电路，用用两根弹簧测力计悬挂起来，使导线MN 保持水平，如图所示，在导线 MN 处加水平向里的磁场，并通以自 M向 N 的电流，弹簧测力计的示数为 F，
5、若要使弹簧测力计示数增大，可以采用的做法是（ ）A、只减小电流 B、只增加电流C、只改变电流方向 D、只改变磁场方向3、如图所示，在与水平方向成 60的光滑金属导轨间连一电源，在相距 1m 的平行导轨上放一重力为 3N 的金属棒 ab，棒上通以 3A 的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止。求：（1）匀强磁场的磁感应强度 B；（2）ab棒对导轨的压力。四检测清盘1如图 5 所示，两根垂直纸面、平行且固定放置的直导线 M 和 N，通有同向等值电流；沿纸面与直导线 M、N 等距放置的另一根可自由移动的通电导线 ab，则通电导线 ab 在安培力作用下运动的情况( )A沿纸面逆时针转动B沿纸面顺时针
6、转动Ca 端转向纸外，b 端转向纸里Da 端转向纸里，b 端转向纸外32如图 6，一段导线 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abcbcd135.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( 1)ILB2B方向沿纸面向上，大小为( 1)ILB2C方向沿纸面向下，大小为 ( 1)ILB2D方向沿纸面向下，大小为( 1)ILB23如图 7 所示，ab，cd 为两根相距 2 m 的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根质
7、量为 3.6 kg 金属棒，当通以 5 A 的电流时，金属棒沿导轨做匀速运动；当金属棒中电流增加到 8 A 时，金属棒获得 2 m/s2 的加速度，求匀强磁场的磁感应强度的大小4质量为 m 的导体棒 MN 静止于宽度为 L 的水平导轨上，通过 MN 的电流为 I，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向与导轨平面成 角斜向下，如图 8 所示，求 MN 所受的支持力和摩擦力的大小图 85、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。6、在倾角
8、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：4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7、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）8、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线（ ）A、受到竖直向上的安培力 B、受到竖直向下的安培力C、受到由南向北的安培力 D、受到由西向东的安培力9、质量为 m 的金属导体棒置于倾角为 的导轨上，棒与导轨间的摩擦系数为 ，当导体棒通电时，恰能在导轨上静止，如图所示的四个图中标出了四种可能的匀强磁场的磁感应强度 B 的方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是（ ）10、质量为 m 的一段直导线弯成 N 形后放到光滑水平面上，具体尺寸如图所示，磁感受应强度为 B 的匀强磁场竖直向下穿过 N 形导线平面，当 N 形导线通入电流 I 的瞬间，导线的加速度大小为 。五学有所得
