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自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练第3节探究安培力自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练1．掌握磁感应强度方向的规定，理解磁感应强度大小的表达式．2．知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向．3．学会用公式F＝BIL计算B与I垂直和平行情况下安培力的大小．4．知道磁通量的概念，掌握计算公式Φ＝BS.自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练一、安培力的方向1．安培力：在磁场中受到的力称为安培力．安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力，它与静电力、摩擦力、重力、弹力等一样是一种性质力，不是按效果命名的力．2．用左手定则判断通电导线在磁场中受到的安培力的方向：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平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．通电导线电流自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练二、探究影响通电导线受力的因素1．在物理学中，把很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL称作．2．分析归纳：在实验中无论怎样改变I、L的数值，FIL这一比值是，说明FIL是反映磁场的性质，与放入什么样的通电导体．电流元不变的无关自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练三、磁感应强度1．定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力跟电流I和导线长度L的乘积IL的叫磁感应强度．它是表示磁场的强弱和方向的物理量，通常用字母B表示．2．公式：B＝.公式在应用中应注意两点：①安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直；②通电导线长度L很短时，B就是导线所在处的磁感应强度．同时，因它所在处各点的磁感应强度变化很小，可近似认为磁场是匀强磁场．3．物理意义：B是描述性质的物理量．比值FIL磁场自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练4．单位：国际单位制中是，简称特，符号是T.5．B是矢量，其方向就是磁场方向，即小磁针静止时N极的指向或N极的方向．6．叠加原理磁感应强度B是矢量，满足叠加原理．若空间同时存在几个磁场，空间某处的磁场应该由这几个磁场．特斯拉受力叠加而成自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练四、匀强磁场在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场，距离很近的两个异名磁极之间的磁场，除边缘部分外，可以视为匀强磁场，通电螺线管内部的磁场也可以视为匀强磁场．匀强磁场的磁感线是．一些间隔相同的平行直线自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练五、安培力的大小磁场中的通电导线，通常会受到安培力的作用，但并不等于“总是要受到安培力的作用”，安培力的大小不仅仅是由B、I、L三者决定，还与电流I和B之间的有关．夹角自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练1．当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与磁感线方向垂直时，所受的安培力最大，F＝.2．当通电导线与磁感线不垂直时，如图3－3－1所示，电流方向与磁感线方向成θ角，通电导线所受的安培力为F＝.3．当通电导线与磁感线平行时，所受安培力为.图3－3－1BILBILsinθ0自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练六、磁通量1．定义：设在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通，用字母Φ表示．2．公式：Φ＝.3．单位：国际制单位为，简称，符号.1Wb＝1T·m2.4．物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数，对于同一个平面，当它跟磁场方向垂直时，磁场越强，穿过它的磁感线条数越多，磁通量就，当它跟磁场方向平行时，没有磁感线穿过它，则磁通量为．BS韦伯韦Wb越大零自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练5．磁通密度垂直于磁场方向单位面积内的磁通量叫磁通密度．磁通密度的大小在数值上等于磁感应强度，即B＝ΦS，由此可知磁感应强度B的另一个单位：1T＝1Wbm2＝1NA·m.自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练一、安培力的方向判定1．判断安培力方向的方法：左手定则2．判定安培力的方向应注意的问题(1)安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面．所以判断时要首先确定磁场与电流所确定的平面，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．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心，而是斜穿过手心．(3)安培力的大小与静电力大小的不同①电荷在电场中某一点受到的静电力是一定的，方向与该点的电场方向要么相同，要么相反．电流在磁场中某处受到的磁场力，与电流在磁场中放置的方向有关，电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；②电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL.一般情况下的安培力大于零，小于BIL，安培力的方向均与磁场方向垂直．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练特别提醒(1)F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直．(2)若已知B、I方向，F方向唯一确定，若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不唯一．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练二、安培力的大小计算1．公式F＝BIL中L指的是导线在磁场中且垂直于磁场方向的“有效长度”．即导线在磁场中在垂直于磁场方向投影的长度．图3－3－2自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练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3－3－2)；相应的电流沿L由始端流向末端．3．电荷在电场中所受电场力与电流在磁场中所受安培力比较：电荷在电场中一定会受到电场力的作用，但是电流在磁场中不一定受安培力的作用，安培力的大小与电流和磁场的大小以及电流方向与磁场方向间的关系有关，当两者平行时，不受安培力作用．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练特别提醒(1)公式F＝BILsinθ中θ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F＝BILsinθ中的Lsinθ也可以理解为L在垂直于磁场方向的“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．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练三、正确理解磁感应强度1．在定义式B＝FIL中，通电导线必须垂直于磁场方向放置．因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关．导线放入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同．通电导线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零，这可能是电流方向与B的方向在一条直线上的原因造成的．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练2．磁感应强度B的大小只取决于磁场本身的性质，与F、I、L无关．3．磁感应强度的方向是磁场中小磁针静止时N极所指的方向，或者是N极所受磁场力的方向，其大小根据电流元受力来计算．通电导线受力的方向不是磁感应强度的方向．4．磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短很短，IL称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练特别提醒对于定义式B＝FIL，不能理解为B与F成正比，与IL成反比．B由磁场本身决定，该定义式给出了一种测量磁场中某点磁感应强度的方法．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练5．磁感应强度B与电场强度E的比较磁感应强度B电场强度E物理意义描述磁场的性质描述电场的性质共同点都是用比值的形式下定义定义式特点B＝FIL反映磁场的性质，由磁场本身决定，与F、IL无关，B⊥L时，F最大(IL为检验电流元)E＝Fq反映电场的性质，由电场本身决定，与F、q无关(q为检验电荷)自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练磁感应强度B电场强度E共同点矢量方向不同点小磁针N极的受力方向，表示磁场方向放入该点正电荷的受力方向，表示电场方向共同点都遵从矢量合成法则场的叠加不同点合磁感应强度B等于各磁场的B的矢量和合场强等于各个电场的场强E的矢量和单位1T＝1N/(A·m)1V/m＝1N/C自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练四、磁通量的理解1．概念：穿过某一面积的磁感线的条数叫做穿过这一面积的磁通量，简称磁通．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练2．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．(2)公式的应用图3－3－3自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积．如图3－3－3所示，在水平方向的匀强磁场中，平面abcd与垂直于磁感线方向的平面的夹角为θ，则穿过面积abcd的磁通量应为：Φ＝B·Scosθ.Scosθ即为面积S在垂直于磁感线方向的投影，我们称之为“有效面积”．若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ1，反向磁感线条数为Φ2，则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数(磁通量的代数和)，即Φ＝Φ1－Φ2.自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练(3)磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1，其数值等于初、末态穿过某个平面磁通量的差值．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练【典例1】(双选)如图3－3－4所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线均处于竖直平面内，为使MN垂直于纸面向外运动，可以()．图3－3－4自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练A．将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极B．将b、c端接在电源正极，a、d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端接在交流电源的另一端自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练解析本题主要考查两个方面知识：电流的磁场和左手定则．要求直杆MN垂直于纸面向外运动，把直杆所在处的磁场方向和直杆中电流画出来，得A正确；B错误．若使a、c两端(或b、d两端)的电势相对于另一端b、d(或a、c)的电势的高低做同步变化，线圈磁场与电流方向的关系跟上述两种情况一样，故D也正确．答案AD借题发挥安培定则、左手定则往往同时应用．应特别注意，安培定则是判断电流的磁场方向，又称右手螺旋定则，而左手定则是用左手判断电流的受力情况．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练【变式1】画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练解析无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I决定的平面，且满足左手定则．答案如图所示自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练【典例2】如图3－3－5所示，导线abc为垂直折线，其中电流为I，ab＝bc＝L.导线所在的平面与匀强磁场垂直，匀强磁场的磁感应强度为B.求导线abc所受安培力的大小和方向．图3－3－5自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练解析法一法二自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练答案2BIL方向沿∠abc的角平分线向上(垂直于ac斜向上)借题发挥(1)导体的有效长度为导线两端点连线的长度．(2)闭合导线的有效长度为零，安培力也为零．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练【变式2】如图所示在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受的安培力．答案A．BILcosαB．BILC.2BILD．2BIRE．0自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练【典例3】下列说法中正确的是()．A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到