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學(xué)習(xí)內(nèi)容3.4 磁場對通電導(dǎo)線的作用力
學(xué)習(xí)目標(biāo)1、會用左手定則來判斷安培力的方向，
2、通過磁感應(yīng)強度的定義得出安培力的計算公式，應(yīng)會用公式F=BIL解答有關(guān)問題、
3、知道磁電式電流表的工作原理。
學(xué)習(xí)重、難點用左手定則判定安培力方向；用安培力公式計算
學(xué)法指導(dǎo)自主、合作、探究
知識鏈接1．磁感應(yīng)強度的定義式： 單位：
2．磁通量計算式： 單位：
3．磁通密度是指： 計算式為 。
學(xué)習(xí)過程用案人自我創(chuàng)新
【自主學(xué)習(xí)】
1、安培力的方向
（1）左手定則：伸開左手，使拇指與其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進入，并使四指指向 ，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受 。
（2）安培力的方向特點：盡管磁場與電流方向可以不垂直，但安培力肯總是直于電流方向、同時也垂直于磁場方向，即垂直于_____方向和_______方向所構(gòu)成的平面．
2、安培力的大小：
（1）當(dāng)長為L的直導(dǎo)線，垂直于磁場B放置，通過電流為I時，F(xiàn)= ，此時電流受力最 。
（2）當(dāng)磁場與電流平行時，安培力F= 。
（3）當(dāng)磁感應(yīng)強度B的方向與通電導(dǎo)線的方向成θ時，F(xiàn)=
說明：以上是在勻強磁場中安培力的計算公式，非勻強磁場可以看成是很多個大小、方向不同的勻強磁場的組合，通電導(dǎo)線在非勻強磁場中受到的安培力，是每一小段受到的安培力的合力．
3、磁電式電流表：
（1）用途： 。[
（2）依據(jù)原理： 。
（3）構(gòu)造： 。
（4）優(yōu)缺點：
電流表的靈敏度很高，是指通過很小的電流時，指針就可以偏轉(zhuǎn)較大的角度。在使用電流表時，允許通過的電流一般都很小，使用時應(yīng)該特別注意。
【范例精析】
例1、試用電流的磁場及磁場對電流的作用力的原理，證明通有同向電流的導(dǎo)線相互吸引，通有異向電流的導(dǎo)線相互推斥力．
解析：


例2、如圖3-4-3所示，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒AB靜止在水平導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為L，已知電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，導(dǎo)體棒的電阻為R，其余接觸電阻不計，磁場方向垂直導(dǎo)體棒斜向上與水平面的夾角為θ，磁感應(yīng)強度為B，求軌道對導(dǎo)體棒的支持力和摩擦力．

解析：


拓展：本題是有關(guān)安培力的典型問題，必須作好受力分析圖，原題給出的是立體圖是很難進行受力分析，應(yīng)畫出投影圖，養(yǎng)成良好的受力習(xí)慣是能力培養(yǎng)過程中的一個重要環(huán)節(jié)．
達(dá)標(biāo)檢測1．關(guān)于安培力的說法中正確的是（ ）
A.通電導(dǎo)線在磁場中一定受安培力的作用
B.安培力的大小與磁感應(yīng)強度成正比，與電流成正比，而與其他量無關(guān)
C.安培力的方向總是垂直于磁場和通電導(dǎo)線所構(gòu)成的平面
D.安培力的方向不一定垂直于通電直導(dǎo)線
2．下圖所示的四種情況，通電導(dǎo)體均置于勻強磁場中，其中通電導(dǎo)線不受安培力的是（ ）

3．如圖3-4-5所示，一根質(zhì)量為m的金屬棒AC用軟線懸掛在磁感強度為B的勻強磁場中，通入A→C方向的電流時，懸線張力不為零，欲使懸線張力為零，可以采用的辦法是（ ）
A、不改變電流和磁場方向，適當(dāng)增大電流
B、只改變電流方向，并適當(dāng)減小電流
C、不改變磁場和電流方向，適當(dāng)減小磁感強度
D、同時改變磁場方向，并適當(dāng)增大磁感強度
4．一根長直導(dǎo)線穿過載流金屬環(huán)中心且垂直與金屬環(huán)的平面，導(dǎo)線和環(huán)中的電流方向如圖3-4-6所示，那么金屬環(huán)受的力：（ ）
A.等于零 B.沿著環(huán)半徑向外 C.向左 D.向右


5．如上左3圖所示，一位于xy平面內(nèi)的矩形通電線圈只能繞ox軸轉(zhuǎn)動，線圈的四個邊分別與x、y軸平行，線圈中電流方向如圖，當(dāng)空間加上如下所述的哪種磁場時，線圈會轉(zhuǎn)動起來？（ ）
A.方向沿x軸的恒定磁場 B.方向沿y軸的恒定磁場
C.方向沿z軸的恒定磁場 D.方向沿z軸的變化磁場
6．如圖3-4-7所示的天平可用來測定磁感應(yīng)強度B.天平的右臂下面掛有一個矩形線圈，寬為L，共N匝，線圈的下部懸在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面.當(dāng)線圈中通有電流I(方向如圖)時，在天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m１、m２的砝碼，天平平衡.當(dāng)電流反向(大小不變)時，右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后，天平重新平衡.由此可知（ ）
A、B方向垂直紙面向里，大小為(m１-m２)g/NI L
B、B的方向垂直紙面向里，大小為mg/2NI L
C、B的方向垂直紙面向外，大小為(m１-m２)g/NI L
D、B的方向垂直紙面向外，大小為mg/2NI L
7．如圖3-4-8所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向外的電流，則（ ）
A、磁鐵對桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用
B、磁鐵對桌面壓力減小，受到桌面的摩擦力作用
C、磁鐵對桌面壓力增大，不受桌面的摩擦力作用
　D、磁鐵對桌面壓力增大，受到桌面的摩擦力作用

8．在磁感應(yīng)強度B＝0.3T的勻強磁場中，放置一根長＝10cm的直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通過I＝2A的電流.求以下情況，導(dǎo)線所受的安培力：(1)導(dǎo)線和磁場方向垂直；(2)導(dǎo)線和磁場方向的夾角為30°；(3)導(dǎo)線和磁場方向平行.


9．在兩個傾角均為的光滑斜面上，放有一個相同的金屬棒，分別通以電流I1和I2，磁場的磁感應(yīng)強度大小相同，方向如圖3-4-9中(a)、(b)所示，兩金屬棒均處于平衡狀態(tài)，則兩種情況下的電流強度的比值I1：I2為多少？

10．如圖3-4-10所示，兩根平行放置的長直導(dǎo)線a和b載有大小相同、方向相反的電流，a受到的磁場力大小為F1．當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強磁場后，a受到磁場力大小變?yōu)镕2，則此時b受到的磁場力大小變?yōu)椋?）
A、F2
B、F1-F2
C、F1+F2
D、2F1-F2
11.如圖3-4-11所示，長為L的導(dǎo)線AB放在相互平行的金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為d，通過的電流為I，垂直于紙面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，則AB所受的磁場力的大小為（ ）
A．BIL B． BIdcosθ C．BId/sinθ D．BIdsinθ

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