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自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研磁场对电流的作用自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研一、磁场对电流的作用1．安培力方向的判断——左手定则内容：伸开左手，使拇指跟其余四个手指①________，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过②________，并使③________指向电流的方向，这时④________所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研2．安培力的大小(1)垂直于匀强磁场放置、长为L的直导线，通过的电流为I时，它所受的安培力F＝⑤________.(2)当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝⑥____.这是一般情况下安培力的表达式，以下是两种特殊情况：①当磁场与电流⑦________时，安培力最大，Fmax＝BIL.②当磁场与电流⑧________时，即磁场方向与电流方向相同或相反时，安培力为零．自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研【重点提示】安培力的方向垂直于磁感应强度B和电流I所决定的平面，但磁感应强度与电流不一定垂直．自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研二、磁电式电流表1．磁电式仪表的主要构成自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研电流表是测量电流强弱和方向的仪器．磁电式电流表(构造示意图如图所示)，主要由五部分组成：(1)蹄形磁铁．(2)圆柱形铁芯．(3)铝框，套在铁芯外，可绕轴转动．(4)线圈，绕在铝框上．(5)两个螺旋弹簧及一个指针，装在铝框的转轴上，被测电流经过两个弹簧接入线圈，指针用于指示电流值．自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研2．工作原理(1)磁场特点：①方向：沿⑨________均匀辐射地分布．②大小：在距轴线等距离处的磁感应强度大小⑩______.(2)安培力的特点：①方向：安培力的方向与线圈平面⑪________.②大小：安培力的大小与通过的电流成⑫________.自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研(3)表盘刻度特点由于导线在安培力作用下带动线圈转动，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动，电流越大，安培力越大，形变就⑬________，所以指针偏角与通过线圈的电流I成⑭________，表盘刻度⑮________.3．优、缺点：优点是⑯________高，能测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很小．自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研自我校对①垂直②手心③四指④拇指⑤BIL⑥BILsinθ⑦垂直⑧平行⑨径向⑩相等⑪垂直⑫正比⑬越大⑭正比⑮均匀⑯灵敏度自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研一、安培力的大小和方向规律方法1．磁场和电场有很多相似之处，但是，安培力比库仑力复杂得多，点电荷在电场中受力方向和电场方向不是相同就是相反，而电流元在磁场中受力的方向与磁场的方向不在同一条直线上，安培力的方向与磁场方向和电流方向决定的平面垂直．自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研2．安培力公式的说明(1)B是与L垂直或与L垂直的分量．(2)L是有效长度，若载流导体是弯曲导线，且导线所在平面与磁感应强度方向垂直，则L指弯曲导线中始端指向末端的直线长度．如图虚线所示，相应的电流方向，沿L由始端流向末端，因此任意形状的闭合线圈，其有效长度L＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零．(3)若B∥I，则F＝BILsinθ＝0.自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研例1(2012·湖北黄冈市3月质检)如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab、cd边均与ad边成60°角，ab＝bc＝cd＝L，长度为L的电阻丝电阻为r，框架与一电动势为E，内阻为r的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为()自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研A．0B.5BEL11rC.10BEL11rD.BELr【解析】总电阻R＝3r·2r3r＋2r＋r＝115r，总电流I＝ER＝5E11r，梯形框架受到的安培力等效为I通过ad边时受到的安培力，故F＝BI·ad＝BI·2L＝10BEL11r，所以选项C正确．【答案】C自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研题后反思在匀强磁场中，计算折线或曲线形状的通电导线所受的安培力，确定有效长度l(从始端连接终端的线段)是一种等效方法，利用这种方法可以快速计算通电曲导线所受安培力．但要注意这种等效的条件：(1)匀强磁场；(2)曲线或折线所在平面与磁场垂直．自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研跟踪训练1在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示．过c点的导线所受安培力的方向()A．与ab边平行，竖直向上B．与ab边平行，竖直向下C．与ab边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研诱思启导(1)a、b两个电流在c处产生的磁场Ba、Bb各沿什么方向？Ba、Bb对c电流的安培力Fac和Fbc各沿什么方向？(2)Fac与Fbc的合力沿什么方向？自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研【解析】本题考查的知识点是右手定则、磁感应强度的叠加、左手定则．如图所示，因a、b处的导线中的电流方向垂直纸面向里，根据右手定则可以判断a处导线中的电流在c处产生的磁场方向为与ac边垂直且指向左下方；b处导线中的电流在c处产生的磁场方向与bc边垂直且指向右下方．根据左手定则，a电流对c的安培力Fac沿ca方向，而b电流对c的安培力Fbc沿cb方向，又Fac与Fbc大小相等，故二力的合力F安与ab垂直，指向左边，选项C正确．【答案】C自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研二、安培力与力学知识的综合应用1．通电导线在磁场中的平衡和加速(1)首先把立体图画成易于分析的平面图，如侧视图、剖视图或俯视图等．(2)确定导线所在处磁场方向，根据左手定则确定安培力的方向．(3)结合通电导体的受力分析、运动情况等，根据题目要求，列出平衡方程或牛顿第二定律方程求解．自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研2．安培力做功的特点和实质(1)安培力做功与路径有关，不像重力、电场力做功与路径无关．(2)安培力做功的实质：起传递能量的作用．①安培力做正功：是将电源的能量转化为导线的动能或转化为其他形式的能．②安培力做负功：是将其他形式的能转化为电能后或储存或转化为其他形式的能．(如电磁感应过程)自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研例2(2012·天津)如图所示，金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，棒中通以由M向N的电流，平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件，θ角的相应变化情况是()A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大D．磁感应强度变大，θ角变小自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研【解析】金属棒MN受力分析及其侧视图如图所示，由平衡条件可知F安＝mgtanθ，而F安＝BIL，即BIL＝mgtanθ，则I↑⇒θ↑，m↑⇒θ↓，B↑⇒θ↑，故选项A正确，选项C、D错误．θ角与悬线长度无关，选项B错误．【答案】A自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研题后反思有关安培力的力学问题，关键还是用左手定则正确无误地判断安培力的方向，安培力方向的确定是最容易出现错误之处，应引起重视．自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研跟踪训练2如图甲所示，导线ab固定，导线cd与ab垂直且与ab相隔一段距离，cd可以自由移动，试分析cd的运动情况．自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研诱思启导(1)导线ab在周围的磁场是如何分布的呢？(2)导线cd上、下两部所受安培力方向相同吗？(3)所受安培力作用下cd将如何运动？自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研【解析】首先分析固定导线ab的磁感线的分布情况，如图乙所示(用安培定则)，然后再用左手定则分析cd导线在磁场中的受力方向，可以发现cd导线将顺时针方向转动．当cd一转动，两者的电流就有同向的成分，而同向电流相互吸引，可见cd导线在顺时针转动的同时还要向ab导线平移．【答案】cd导线顺时针转动的同时向ab导线平移．自主再现探究应用课时作业新课标版·物理高考调研课时作业（三十四）