1、2.磁场对通电导线的作用安培力学习目标 重点难点1.知道安培力的定义，会用 FILB 计算 B与 I 垂直情况下的安培力2掌握左手定则，会用左手定则判断安培力的方向3知道电动机的工作原理4通过观察实验现象，体会控制变量法在科学研究中的作用.重点：1.判断安培力的方向2安培力大小的计算难点：弄清楚安培力、电流、磁感应强度三者间的空间关系.一、安培力1安培力磁场对_的作用力2影响安培力的因素(1)实验探究采用的方法：_法(2)当通电导线与磁感线垂直时，实验结论是：当其他因素不变，磁感应强度增大时，安培力_；当其他因素不变，电流增大时，安培力_；当其他因素不变，导体长度增大时，安培力_；安培力的方向
2、由_和_共同决定3大小F_.4公式的适用条件(1)通电导线与磁场方向_(2)_或非匀强磁场中很短的导体5方向判断_.如图所示，伸开左手，四指并拢，使大拇指和其余四指_，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过_，四指指向_方向，则大拇指所指方向就是通电直导线所受安培力的方向预习交流在应用左手定则时，若运动的 为负电荷，四指的指向怎 样？二、电动机1结构由磁场(磁体) 、_、滑环、电刷及电源组成2原理线圈通电后要受到_作用，线圈在磁场中就_起来3分类_和_答案：一、1.电流2(1)控制变量 (2) 增大 增大 增大 磁场的方向 电流的方向3ILB4(1)垂直 (2)匀强磁场5左手定则 垂直 手
3、心 电流预习交流：提示：不管运动的是正电荷还是负电荷四指都是指向电流的方向二、1.转动线圈2安培力 旋转3直流电动机 交流电动机在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点 我的学疑点一、安培力的方向1试探究安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系2安培力方向垂直于导线、垂直于磁场方向，那么电流也一定与磁场垂直吗？在 xOy 平面中有一通电直导线 ab 与 Ox、Oy 轴相交，导线中的电流方向如图所示该区域有匀强磁场，通电直导线所受安培力的方向与 Oz 轴的正方向相同，该磁场的方向可能是( ) A沿 x 轴负方向 B沿 y 轴负方向C沿 z 轴正方向 D沿 z
4、 轴负方向安培力方向的判断1不管电流方向与磁场方向是否垂直，安培力的方向 总是垂直于磁 场方向和电流方向所决定的平面，即总有 FI 和 FB.2判断安培力方向时首先确定磁 场和电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定 则判断出安培力的具体方向但应注意，当电流方向与磁场方向平行时，电流不再受到安培力的作用3已知 I、B 的方向，可唯一确定 F 的方向；已知 F、B 的方向，且导线的位置确定时，可唯一确定 I 的方向；已知 F、I 的方向时，磁场 B 的方向不能唯一确定4注意区别安培力的方向和电场 力的方向与场的方向的关系安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的
5、方向与 电场的方向平行二、安培力的大小1通电导线如果在磁场中不受安培力作用，能否说明该处磁感应强度为零？2磁场越强，放入磁场中的通电导线所受安培力一定越大吗？3.公式 FILB 中的 L 应怎样理解？(2011泰州高二检测)如图所示，质量为 m 的导体棒 MN 静止在水平导轨上，导轨宽度为 L，已知电源的电动势为 E，内阻为 r，导体棒的电阻为 R，其余接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为 ，磁感应强度为 B，求轨道对导体棒的支持力和摩擦力1.公式 FILBsin 中 是 B 和 I 方向的夹 角，不能盲目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析2公式 FIBLsin 中
6、的 Lsin 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 流处于匀强磁场中答案：活动与探究 1：1.提示：由左手定则知，安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，即安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线 所决定的平面2提示：根据左手定则，通电导线在磁场中所受安培力一定垂直于 导线、垂直于磁场方向，但由于导线可以沿任何方向放入磁 场方向，所以 电流不一定与磁 场方向垂直迁移与应用 1：AB 解析：当电流方向与磁场方向不垂直时，可以将磁感应强度进行分解，分解为与电流方向垂直的分量和与 电流方向平行的分量根据左手定则，手心应与磁感应强度、垂直电流方向的分量垂直当磁感应
7、强度的方向 为沿 x 轴负方向或 y 轴负方向时，都有与电流垂直的分量，根据左手定 则，受力方向都沿 z 轴 正方向，如 图所示A、B 正确活动与探究 2：1.提示：不能因 为当磁场方向与电流方向平行 时，安培力 为 0，但磁感应强度不为 0.2提示：不一定磁场方向与电流方向平行时，安培力为 0.3提示：公式 FILB 中 L 指的是 “有效长度” 当 B 与 I 垂直时，F 最大，FILB；当B 与 I 平行时， F0.弯曲导线的有效长度 L，等于 连接两端点直线的长度(如图中虚线所示)；相应的电流方向沿 L 由始端流向末端迁移与应用 2：答案：mg EBLcos R r EBLsin R
8、r解析：本题为涉及安培力时的物体平衡问题，通过对通电导体棒的受力分析，根据共点力平衡方程求解棒的受力分析如图所示：由闭合电路欧姆定律 I= ，由安培力公式 F=BIL，由共点力平衡条件ERrFsin=F f，F N+Fcos=mg，整理得 Ff= ，F N= .sinBLrcosEBLmgRr1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线水平吊起通电直导线 A.A 与螺 线管垂直， “”表示导线中电流的方向垂直于纸面向里电键 S 闭合后，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2(2011上海单科)如图，质量为 m、长为 L
9、 的直导线用两绝缘细线悬挂于 O，O，并处于匀强磁场中，当导线中通以沿 x 正方向的电流 I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为 .则磁感应强度方向和大小可能为( ) Az 正向，t an By 正向，mgILCz 负向， tan D沿悬线向上， sinmgIL mgIL3在蹄形磁铁的上方用橡皮绳悬挂一根直导线 CD，当导线中通有沿 CD 方向的电流时，在磁场力的作用下，直导线 CD 将( ) A向下平动，橡皮绳再伸长一些B向纸面外平动，橡皮绳再伸长一些CC 端向纸面外转动，D 端向纸里转动，橡皮绳再伸长一些DD 端向纸面外转动，C 端向纸里转动，橡皮绳缩短一些4把一根长为 L10 cm
10、的直导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中(1)当导线中通以 I12 A 的电流时，导线受到的安培力大小为 1.0107 N，试求该磁场的磁感应强度的大小 B.(2)若该导线中通以 I23 A 的电流，试求此时导线所受安培力大小 F，并判断安培力的方向答案：1C2BC 解析：如图为沿 x 轴负方向观察时的侧面图，由平衡条件可知，导线静止时，导线所受安培力 F 在重力和绝缘细线的拉力 T 的反向延长线之间，如图所示由左手定则可知，磁感应强度不可能沿 z 轴正向和沿悬线向上，即选项 A、D 错误；当磁感应强度沿y 轴正方向时，有：F =BIL=mg，则 B= ，选项 B 正确；当磁感应强度沿 z 轴负方向时，mgILF=BIL=mgtan ，则 B= ，选项 C 正确tangI3C4答案：(1)510 7 T(2)1.5107 N 垂直于棒向上解析：(1)根据 FBIL 得 B 510 7 T.FIL(2)当导线中电流变化时， 导线所在处的磁场不变，故 FBIL1.510 7 N.根据左手定则，方向垂直于棒向上提示：用最精炼的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记知识精华 技能要领
