《磁场对通电导线的作用力》学案

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网世纪教育网--中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权所有@21世纪教育网第四节磁场对通电导线的作用力学案导学学习目标1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BILsinθ。2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。3、了解磁电式电流表的工作原理。学习重点安培力的大小计算和方向的判定。学习难点用左手定则判定安培力的方向。自主学习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。同步导学例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，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。图2本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网世纪教育网--中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权所有@21世纪教育网例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。解答：导体ab受重力、磁场力弹簧的的拉力而平衡。当ab中的电流方向由a到b时，磁场力向上。2T+BIL=mg①当ab中的电流由b到a时，磁场力向下。4T=BIL+mg②解方程组得ILTB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。当堂达标1．画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向图4θBＢθBＣθBＡθBＤE第1题FGH本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网世纪教育网--中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权所有@21世纪教育网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.F2B.21FFC.21FFD.212FF6．如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳定电流的矩形线abcd，可绕其中心轴转动，则在转动过程中（）A．ab和cd两边始终无磁场力作用。B．ab和cd两边所受磁场力大小和方向在转动过程中不断变化。C．线圈在磁场力作用下转动过程中合力始终不为零。第4题第5题本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网世纪教育网--中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权所有@21世纪教育网D．ab、cd两边受到和磁场力的大小和方向在转动过程中始终保持不变。7．如图，当左边的线圈通以逆时针电流I时，天平恰好平衡，此时天平右边的砝码为m，若改为顺时针方向的电流且大小不变，则需在天平右边增加△m的砝码，通电线圈受到磁场力大小为（）A．△mg/2B．（m+△m）gC．△mgD．（m+△m）g/28．通电矩形线圈平面垂直于匀强磁场的磁感线，则有（）A线圈所受安培力的合力为零B．线圈所受安培力以任一边为轴的力矩为零C．线圈所受安培力以任一对角线为轴的力矩不为零D．线圈所受安培力必定使其四边有向外扩展形变的效果9.磁电式电流表中通以相同电流时，指针偏转角度越大，表示电流表灵敏度越高，若其余条件都相同，则灵敏度高的电流表具有()A.比较小的通电线圈的横截面积B.比较“硬”的两个螺旋弹簧C.比较少的通电线圈匝数D.比较强的辐向分布的磁场10．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行。关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（）A．线框有两条边所受的安培力方向相同B．线框有两条边所受的安培力大小相同C．线框所受安培力的合力朝左D．cd边所受安培力对ab边力矩不为零第10题第6题第7题ＡＢ第11题本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网世纪教育网--中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权所有@21世纪教育网11．直导线AB与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离,直导线固定,线圈可以自由运动,当通过如图所示的电流时(同时通电)从左向右看,线圈将()A．顺时针转动,同时靠近直导线ABB．顺时针转动,同时离开直导线ABC．逆时针转动,同时靠近直导线ＡＢD．不动12．把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈中心,且在线圈平面内。当线圈通以图示方向的电流时线圈将()A．发生转动,同时靠近磁铁B．发生转动,同时远离磁铁C．不发生转动,只靠近磁铁D．不发生转动,只远离磁铁13．如图,原来静止的圆形线圈通入逆时针方向的电流I,在其直径AB上靠近B点处放一根垂直于线圈的固定不动的长直导线,长直导线通以垂直于纸面向里方向的电流I′的作用下圆线圈将()Ａ．向左平动Ｂ．向右平动Ｃ．以直径为轴转动Ｄ．静止不动14．在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，一段长为0.5m的通电导体在外力作用下做匀速直线运动，设通过导体的电流为4A，运动速度是0.6m／s，电流方向、速度方向、磁场方向两两相互垂直，则移动这段导线所需要的功率是________W.15．质量为m，长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面，整个装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向前偏转α角而重新平衡，如图。求磁感应强度B的方向和大小。SN第12题第15题第13题ＡBIＩ′Ｏ本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网世纪教育网--中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权所有@21世纪教育网拓展提高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CBD第1题第2题第3题第6题本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网世纪教育网--中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权所有@21世纪教育网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=mgtanθ/IL，方向垂直斜面向下B.B=mgtanθ／IL，方向竖直向下C.B=mg／IL，方向水平向左D.B=mgcosθ/IL，方向水平向右7．如图所示，长直导线通电为I1，通过通以电流I2环的中心且垂直环平面，当通以图示方向的电流I1、I2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第8题第7题本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网世纪教育网--中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权所有@21世纪教育网C．当线框转过90°角时，所受磁力矩为M＝BIa2D．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11.两条导线互相垂直，如图所示，但相隔一段较小的距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将（）A.逆时针方向转动，同时靠近导线ABB.顺时针方向转动，同时靠近导线ABC.逆时针方向转动，同时离开导线ABD.顺时针方向转动，同时离开导线AB12.如图所示，在匀强磁场中有一矩形线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下发生转动，转动方向是（）A.ab边转向纸外，cd边转向纸内B.ab边转向纸内，cd边转向纸外C.ad边转向纸内，cd边转向纸外D.ad边转向纸外，cd边转向纸内13.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的均匀辐向分布的磁场，下列说法中正确的有（）A.该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同第9题第10题第12题第11题本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网世纪教育网--中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。版权所有@21世纪教育网B.该磁场的磁感应强度方向处处相同，大小不等C.该磁场的磁感应强度大小和方向都不相同D.线圈所处位置的磁感应强度大小都相等14.一只电流表，发现读数偏小，为纠正这一差错，可行的措施是（）A.减少表头线圈的匝数B.减小永久磁铁的磁性C.增加分流电阻的阻值D.增加表头线圈的匝数15.如图所示的天平可用来测定磁感应强度.天平的右臂下面挂一个矩形线圈，