物理选修1选修1-1第二章 磁场三、磁场对通电导线的作用精品学案设计

这是一份物理选修1选修1-1第二章 磁场三、磁场对通电导线的作用精品学案设计，共6页。学案主要包含了磁场对通电导线的作用等内容，欢迎下载使用。







eq \([先填空])


1．安培力


(1)定义：通电导体在磁场中受到的力叫做安培力．


(2)大小：F＝BIL.适用条件：导体与磁场垂直．


2．磁感应


(1)定义：一段通电直导线垂直放在磁场里所受的安培力与导线中的电流和导线的长度的乘积的比值，叫磁感应强度．


(2)公式：B＝eq \f(F,IL).单位是特斯拉；符号：T.


(3)磁感应强度是矢量，它既有大小，又有方向．磁场的方向实际上就是磁感应强度的方向．


eq \([再判断])


1．磁感应强度的单位是特斯拉．(√)


2．由公式B＝eq \f(F,IL)可知B与F成正比，与IL成反比．(×)


3．小磁针的N极在磁场中某点的受力方向，就是这点的磁感应强度方向．(√)


eq \([后思考])


1．一个通电导体在磁场中受安培力为零，能否说磁感应强度就一定为零？


【提示】 不能，因为通电导线在磁场中若和磁感线平行，所受安培力就为零．


2．应用公式F＝BIL时，在什么条件下成立？


【提示】 当B与I与L三个物理量两两垂直时，公式才能应用．





1．通过实验归纳得出，电流方向跟磁场垂直时，电流受到的安培力最大为F＝BIL，平行放置时安培力为0.一般情况下，电流受到的安培力介于零和最大值之间．所以F＝BIL只适用于电流与磁场方向垂直的情况.


2．磁感应强度由磁场本身决定，跟在该位置放入的导体长度L、电流I的大小及受到磁场的作用力均无关，与放不放通电导体也无关．


3．不能根据公式B＝eq \f(F,IL)说B与F成正比，与IL成反比．


4．由公式B＝eq \f(F,IL)计算B时，通电直导线必须垂直于磁场放入，如果小段通电导线平行放入磁场，其所受安培力F为零，但不能说该处磁感应强度B为零．





1．关于磁感应强度的下列说法中，正确的是( )


【导学号：46852030】


A．磁感应强度是用来描述磁场强弱和方向的物理量


B．某一小段通电导线在某点不受安培力作用，则该点的磁感应强度一定为零


C．某一小段通电导线在某点受安培力的方向，就是该点磁场的方向


D．磁感应强度B的大小是由通电导线的长度、电流、受力决定的，与磁场无关


【解析】 磁感应强度用来描述磁场，可以表示磁场的强弱和方向，其大小由磁场本身决定，与是否存在通电导线无关，选项A对，选项D错；当导线与磁场平行时，导线不受力，选项B错；安培力的方向与磁场方向垂直，选项C错．


【答案】 A


2．关于磁感应强度，下列说法正确的是( )


【导学号：46852031】


A．由B＝eq \f(F,IL)可知，B与F成正比，与IL成反比


B．通电导线放在磁场中的某点，该点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，该点的磁感应强度就为零


C．通电导线受安培力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受安培力的地方一定不存磁场(即B＝0)


D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关


【解析】 磁感应强度B＝eq \f(F,IL)是定义式，用来量度某处的磁感应强度，但磁感应强度是由磁场本身的性质决定的，与放入的通电导线无关；当通电导线与磁场方向平行时受磁场力为零，但不能说明B＝0，故选项A、B、C均错，只有选项D正确．


【答案】 D


3．如图2­3­1所示，在磁感应强度为4.0×10－2 T的匀强磁场中，有一条与磁场方向垂直的长8 cm的通电直导线ab，通电直导线所受的安培力是1.0×10－2 N，方向垂直于纸面向外，求导线中电流的大小．





图2­3­1


【解析】 由公式F＝BIL可知


I＝eq \f(F,BL)＝eq \f(1.0×10－2,4.0×10－2×0.08) A＝3.1 A.


【答案】 3.1 A





1．磁感应强度的方向不是通电导线所受磁场作用力的方向，而是与受到作用力的方向垂直．


2．磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量．


3．安培力为零时，磁感应强度不一定为零．磁感应强度为零时，安培力一定为零．








eq \([先填空])


1．安培力方向的判断方法——左手定则．


伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内．让磁感线穿入手心，并使四指指向电流的方向，那么拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向．


2．电动机：应用通电线圈在磁场中受安培力作用来工作，主要结构：定子和转子．


(1)定子：固定不动部分．


(2)转子：电动机中转动部分．


eq \([再判断])


1．安培力的方向与磁感应强度的方向相同．(×)


2．电动机是利用通电线圈在磁场中受安培力来工作的．(√)


3．电动机将电能转化为机械能．(√)


4．在左手定则中，大拇指所指方向为电流方向．(×)


eq \([后思考])


通电导体所受安培力的大小与哪些因素有关？


【提示】 电流的大小、导线的长度、磁感应强度及电流的方向．





1．安培力的方向


(1)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．在判断时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．


(2)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，而电场力的方向与电场的方向平行．


2．对左手定则的理解


(1)左手定则反映了磁场方向、电流方向和电流所受安培力方向之间的关系，知道了三个方向中的任意两个，就可以用左手定则判定出第三个的方向．


(2)不论通电导线如何放置，磁场对导线的安培力方向一定跟直导线中的电流方向与磁场方向所构成的平面垂直，即F安⊥I且F安⊥B.





4．有一通电导线在赤道上方，沿东西方向水平放置，电流方向向东，它受到地磁场的作用力方向为( )


【导学号：46852032】


A．向东 B．向西


C．向上D．向下


【解析】 赤道上方，地磁场方向向北，由左手定则知选项C对．


【答案】 C


5．如图2­3­2所示，在水平向右的匀强磁场中，放有矩形线框abcd，线框可绕其中心轴线自由转动，若线框中通入图中所示电流．试判断此时线框的转动方向．(从上向下看)





图2­3­2


【解析】 据左手定则，让磁感线穿入手心，四指指向电流方向．则大拇指所指的方向即通电导线所受安培力方向．由此可判断此时：ab边受安培力方向垂直纸面向里，dc边受安培力方向垂直纸面向外，而ad边和bc边此时不受安培力作用，因此线框ab边向里转，cd边向外转，即从上向下看线框顺时针转动．


【答案】 从上向下看线框顺时针转动


6．如图2­3­3所示，水平导体棒AB被两根竖直细线悬挂，置于垂直纸面向里的匀强磁场中，已知磁场的磁感应强度B＝0.5 T．导体棒长L＝1 m，质量m＝0.5 kg，重力加速度g取10 m/s2.当导体棒中通以从A到B的电流时，





图2­3­3


(1)判断导体棒所受安培力的方向；当电流I＝2A时，求导体棒所受安培力的大小F.


(2)导体棒中通过的电流I为多大时，细线中拉力刚好为0?


【解析】 (1)由F＝BIL得F＝0.5×2×1 N＝1 N.





(2)根据物体的平衡条件可知BI′L＝mg


I′＝eq \f(mg,BL)＝eq \f(0.5×10,0.5×1) A＝10 A.


【答案】 (1)竖直向上 1 N (2)10 A





不论通电导线与磁场是否垂直，安培力的方向总是既垂直导线的方向又垂直磁场的方向.


学 习 目 标
知 识 脉 络
1．知道安培力的意义，了解影响通电导线所受安培力大小和方向的因素(重点)


2．理解磁感应强度B的定义和物理意义．(重点)


3．学会用公式F＝BIL进行安培力的简单计算．(重点、难点)


4．理解电动机的工作原理，了解电动机在实际中的应用．(难点)
安 培 力 及 磁 感 应 强 度
安 培 力 的 方 向 及 电 动 机