《磁场对通电导线的作用安培力》导学案1.docx

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《磁场对通电导线的作用安培力》导学案1

磁场对通电导线的作用——安培力》导学案

第一课时

学习目标：

1、知道安培力方向的判断

2、知道安培力大小的计算学习重点：

1、安培力方向的判断

2、安培力大小的计算学习难点：

影响安培力大小的因素及计算

课前预习

知识准备：

要能用磁感线来描述常见磁场

教材辅读：

1、安培力是。

2、决定安培力方向的因素：

和磁感应强度的方向。

3、左手定则：

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个平面内。

让从掌心穿过，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：

F垂直于B,F垂直于I，即F垂直于决定的平面。

5、当通电导线垂直于磁场方向放置时所受安培力大小为：

F=。

6、当磁感应强度B的方向与通电导线方向平行时，导线受力F=。

7、当磁感应强度B的方向与通电导线方向成？

角时，F=。

8、通电直导线之间会发生相互作用，当电流方向相同时会。

预习自测:

1、关于通电直导线所受安培力F,磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下

列说法正确的是（）

A、F、B、I三者必定均保持垂直

B、F必定垂直B、I，但B不一定垂直于I

C、B必定垂直F、I，但F不一定垂直于I

DI必定垂直F、B,但F不一定垂直于B

2、关于安培力，磁感应强度的有关说法，正确的是（）

A.通电导线不受磁场力作用的地方一定没有磁场

B.将I、L相同的通电导体放在同一匀强磁场的不同位置，受安培力一定相同

C.磁感线指向磁感应强度减小的方向

D.以上说法都不正确

课内探究

学始于疑：

1、用左手定则可以判定通电导线在非匀强磁场中的受力方向吗?

2、处在匀强磁场中的导线是任意弯曲的，这时还能用来计算吗?

质疑探究：

一、安培力方向的判定

1、请做出以下各图通电导线的受力方向

①

B

②

X1X

、安培力大小的计算

1、如右下图所示，通电导线L垂直放于磁场中，导线长8m,磁感应强度B的值为2T,导线所

通过的电流为2A，求导线所受到的安培力大小和方向。

X

X

X

X

X

X

X

X

才

.*L

X

X

X

X

X

2、如右图所示，在垂直于纸面的磁场B=2T中，通有电流l=2A的导线长为L=2m，与水平方向

夹角为牛60°，则这根通电导线受到的安培力大小是多少？

3、已知磁感应强度为B=1T,通过导线的电流l=1A，处于磁场中的导线两端的距离分别为2m4

m5m求导线所受到的安培力。

归纳总结

当堂检测

1、关于安培力，磁感应强度的有关说法，正确的是

A.通电导线不受磁场力作用的地方一定没有磁场

B.将I、L相同的通电导体放在同一匀强磁场的不同位置，受安培力一定相同

C.磁感线指向磁感应强度减小的方向

D.以上说法都不正确

2、如下图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的

长直导线，当导线中通以图所示方向爱那个的电流时

A.磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用

B.

磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用

C.磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用

D.

磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用

课后反思

课后训练

1、在两个倾角均为a光滑斜面上，放有一个相同的金属棒，分别通有电流li和12，磁场的磁

2、如右图所示，直导线ab与线圈的平面垂直且隔有一小段距离，其中直导线固定，线圈可自由运动，当通过如图所示的电流方向时

（同时通电），从左向右看，线圈将（）

A.不动

B.顺时针转动，同时靠近导线

C.顺时针转动，同时离开导线

D.

逆时针转动，同时靠近导线

3、如右图所示，有一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过电流I时，从上往下看，导线的运动情况是（

）

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

4、如图所示，一根长直导线穿过有恒定电流的金属环的中心且垂直圆环的平面。

导线和圆环

中的电流方向如图中所示，则环受到的磁场力为（）

A.沿环半径向外

B.没环的半径向内

C.水平向左

D.等于零

5、如右下图，有两个相同的圆形线圈，通以大小不同但方向相同的电流，如图所示，两个

线圈在光滑的绝缘杆上的运动情况是（

A.互相吸引，电流大的加速度较大

B.互相排斥，电流大的加速度较大

C.互相吸引，加速度相同

D.以上说法都不正确

第二课时

学习目标：

1、知道安培力的一个重要运用：

电动机

2、会分析解答安培力作用下的平衡和加速问题学习重点：

安培力作用下的平衡和加速问题学习难点：

安培力的实际应用

课前预习

知识准备：

1、直流电与交流电的区别

2、闭合电路欧姆定律

3、牛顿力学定律、物体平衡条件、运动学公式

教材辅读：

1、电动机主要由和构成，其中是固定不动的，可以是，也可以是；是电动机中转动的部分。

直流电动机中还有和，可以将电流持续地提供给线圈。

2、直流电动机广泛地使用在、、，大功率直流电动机使用在、上等。

3、安培力（遵循、不遵循）牛顿力学定律，在有安培力参与的物体平衡，此平衡与前面所讲的物体平衡一样，也是利用物体平衡条件解题，其中安培力是众多受力中的一个。

预习自测：

I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向,

1、如图所示，磁场B方向、通电直导线中电流其中正确的是（）

2、如图所示，通电导线Mf在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的

课内探究

学始于疑：

］

1、安培力在生产生活中有哪些重要应用呢？

2、在安培力作用下，如何描述导线的动力学特征?

质疑探究：

（可以从安培力的方向来分析问题）

1、直流电动机的构造中可以不要电刷和整流子吗?

2、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Fi，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？

■

L,质量为m的通电直导体

a，现垂直

3、长为L,重为G的均匀金属棒一端用细线悬挂，一端搁在桌面上与桌面夹角为细线和棒所在的平面加一个磁感应强度为B的匀强磁场，当棒通

入如图所示方向的电流时，细线中正好无拉力•则电流的大小

为？

4、如图所示，在倾角为30。

的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为

棒，棒内电流大小为I,方向垂直纸面向外.以水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系.

（1）若加一方向垂直斜面向上的匀强磁场，使导体棒在斜面上保持静止，求

磁场的磁感应强度多大？

（2）若加一方向垂直水平面向上的匀强磁

场使导体棒在斜面上静止，该磁场的磁感应强度多大

归纳总结

当堂检测

1、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固

定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外■

的电流，贝U（）

A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用

B.磁铁对桌面的压力减小，受到桌面的摩擦力作用

C.磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用

D.磁铁对桌面的压力增大，受到桌面的摩擦力作用

2、发电机和电动机的发明使人类步入电气化时代•其中电动机依据的物理原理是（）

A.磁场对电流的作用B.磁铁间的相互作用

C.惯性定律D•万有引力定律

3、如图，已知E=6V,r=1Q,ab金属棒的电阻R=2Q,长为0.5m,B=2T,导轨电阻不计，求开关闭合瞬间，ab棒所受安培力的大小和方向。

4、如图所示，一光滑平行金属轨道平面与水平面成置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上。

量为m勺金属杆ab,以初速度v0从轨道底端向上滑行,滑行到某一高度h后又返回到底端。

若运动过程中，金属杆保持与导轨垂直且接触良好，并不计金属杆

b的电阻及空气阻力，则（）

A.上滑过程的时间比下滑过程长

B.上滑过程中安培力的冲量比下滑过程大

C.上滑过程通过电阻R的电量比下滑过程多

D.上滑过程通过电阻R产生的热量比下滑过程多

5、如图3-1-7所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和q包括支架）的总质量为MB为铁片，质量为m当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为（）

A.F=Mg

B.mg

c.f=（M^mg

d.f>（M^mg

第三课时

学习目标：

1、知道安培力在具体问题中有哪些应用

2、掌握安培力作用下解题的方法和一般步骤学习重点：

安培力在具体问题中的应用学习难点：

理解并掌握安培力作用下解题的方法

课前预习

知识准备：

1、前面我们学习了典型磁场的空间立体分布，这对我们有什么用呢

2、有安培力纯在的受力分析

教材辅读

安培力的计算公式：

预习自测：

1、一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，则电子流产生的磁场在z轴上的点P处的方向是（）

A.沿y轴正方向

C.沿z轴正方向

B.沿y轴负方向

D.沿z轴负方向

2、两根长直通电导线互相平行，电流方向相同

.它们的截面

处于一个等边三角形ABC的A和B处.如图所示，两通电导线在

处的磁场的磁感应强度的值都是B,则C处磁场的总磁感应强

度是（）

A.2BB.B

C.0D.3B

3、关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方向，正确的说法是（）

A.跟电流方向垂直，跟磁场方向平行

B.跟磁场方向垂直，跟电流方向平行

C.既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直

D.既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直

4、如图8所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m带电量为+C的小滑块从斜面顶端由静止下滑。

在滑块下滑的过

程中，下列判断正确的是（）

A.滑块受到的摩擦力不变[]

B.滑块到地面时的动能与B勺大小无关

C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面指向斜面

D.B很大时，滑块最终可能静止于斜面上

课内探究

学始于疑

1、有安培拉力参与的受力分析是怎样得呢？

2、安培力的运用与闭合电路问题如何联合求解？

质疑探究：

1、如图所示，在两根劲度系数都为k的相同的轻质弹簧下悬挂有一根导体棒ab,导体棒置于

水平方向的匀强磁场中，且与磁场垂直•磁场方向垂直纸面向里，当导体棒中通以自左向右

的恒定电流时，两弹簧各伸长了△1仁若只将电流反向而保持其他条件不变，则两弹簧各伸

长了△12,求：

（1）导体棒通电后受到的磁场力的大小？

（2）若导体棒中无电流，则每根弹簧的

伸长量为多少?

2、在倾角？

=3O0的斜面上，沿斜面方向固定一对平行的金属导轨，两导轨距离l=0.25m，接

入电动势E=12V、内阻不计的电池及滑动变阻器，如图所示。

垂直导轨放有一根质量m=0.2K

g的金属棒ab,它与导轨间的动摩擦因数，整个装置放置在磁感应强度B=0.8T的垂直斜面向

上的匀强磁场中。

当调节滑动变阻器R的阻止在什么范围时，可使金属棒静止在框架上？

（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，g=10m/s2）

3、质量为m带电量为q的小球套在竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为卩。

匀强

电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为E,磁感应强度为B。

小球由静止释放后沿杆

下滑。

设杆足够长，电场和磁场也足够大，求运动过程中小球的最大加速度和最大速度。

归纳总结

课后训练

1、直导线ab与线圈的平面垂直且隔有一小段距离，其中直导线固定，

线圈可自由运动，当通过如图所示的电流方向时（同时通电），从左向右看，线圈将（）

A.不动

B.顺时针转动，同时靠近导线

C.顺时针转动，同时离开导线

D.逆时针转动，同时靠近导线

2、在原子反应堆中抽动液态金属时，由于不允许转动机械部分和液态金属接触，常使用一

种电磁泵•如图所示是这种电磁泵的结构示意图，图中A是导管的一段，垂直于匀强磁场放置，

导管内充满液态金属•当电流I垂直于导管和磁场方向穿过液态金属时，液态金属即被驱动，

并保持匀速运动•若导管内截面宽为a,高为b,磁场区域中的液体通过的电流为I,磁感应强

度为B.求：

（1）电流I的方向；

（2）

驱动力对液体造成的压强差

3、如图，导体框平面与水平面成B角，质量为的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的总电

阻为R,整个装置放于垂直于框架平面的变化的磁场中，磁感应强度的变化如图（乙），PQ台

终静止，则在0—tos内，PC受到的摩擦力的变化情况可能是（）

1f一直增大

2f一直减小

3f现减小后增大

4f先增大后减小

A.①②B.①④

C.②③D.③④

4、如图所示，在垂直于纸面的磁场B中，通有电流I的导线长为L,与水平方向夹角为a，则

这根通电导线受到的安培力是?

X

X

X

X

X

X

5、如图10所示，用均匀粗细的电阻丝折成平面三角形框架abc,三边的长度分别为3L、4L、5L,电阻丝每L长度的电阻为r，框架a、c端与一电动势为E内阻不计的电源相连通，垂直

于框架平面有磁感应强度为B的匀强磁场，则框架受到的磁场力大小为多少？

方向是？

6、如图11所示，劲度系数为k的轻质弹簧下端挂有匝数为n的矩形线框abed,bc边长为I,

线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B,方向与线框平面垂直，在图中垂直于

纸面向里，线框中通以电流I,方向如图11所示。

开始时线框处于平衡状态。

令磁场反向,

&=?

方向?

磁感应强度的大小仍为B,线框达到新的平衡。

在此过程中线框位移的大小