三磁場對通電導(dǎo)線的作用

1、三、磁場對通電導(dǎo)線的作用學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識 脈 絡(luò)1知道安培力的意義，了解影響通電導(dǎo)線所受安培力大小和方向的因素(重點(diǎn))2理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義和物理意義(難點(diǎn))3學(xué)會(huì)用公式FBIL進(jìn)行安培力的簡單計(jì)算(重點(diǎn)、難點(diǎn))4理解電動(dòng)機(jī)的工作原理，了解電動(dòng)機(jī)在實(shí)際中的應(yīng)用(難點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知知識梳理一、安培力及磁感應(yīng)強(qiáng)度1安培力(1)定義：通電導(dǎo)體在磁場中受到的力叫做安培力(2)大?。篎BIL.適用條件：導(dǎo)體與磁場垂直2磁感應(yīng)強(qiáng)度(1)定義：一段通電直導(dǎo)線垂直放在磁場里所受的安培力與導(dǎo)線中的電流和導(dǎo)線的長度的乘積的比值，叫磁感應(yīng)強(qiáng)度(2)公式：B.單位是特斯拉；符號：T.(3

2、)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，它既有大小，又有方向磁場的方向?qū)嶋H上就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向二、安培力的方向及電動(dòng)機(jī)1安培力方向的判斷方法左手定則伸開左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi)讓磁感線穿入手心，并使四指指向電流的方向，那么拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向2電動(dòng)機(jī)：應(yīng)用通電線圈在磁場中受安培力作用來工作，主要結(jié)構(gòu)：定子和轉(zhuǎn)子(1)定子：固定不動(dòng)部分(2)轉(zhuǎn)子：電動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)動(dòng)部分基礎(chǔ)自測1思考判斷(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉()(2)由公式B可知B與F成正比，與IL成反比(×)(3)小磁針的N極在磁場中某點(diǎn)的受力方向，就是這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向()(4)安培力的方向與

3、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相同(×)(5)電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈在磁場中受安培力來工作的()(6)電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能()(7)在左手定則中，大拇指所指方向?yàn)殡娏鞣较?×)2關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說法中，正確的是()A磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來描述磁場強(qiáng)弱和方向的物理量 B某一小段通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受安培力作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C某一小段通電導(dǎo)線在某點(diǎn)受安培力的方向，就是該點(diǎn)磁場的方向D磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是由通電導(dǎo)線的長度、電流、受力決定的，與磁場無關(guān)A磁感應(yīng)強(qiáng)度用來描述磁場，可以表示磁場的強(qiáng)弱和方向，其大小由磁場本身決定，與是否存在通電導(dǎo)線無關(guān)，選項(xiàng)A對，選項(xiàng)D錯(cuò)；當(dāng)導(dǎo)線與磁場平行時(shí)

4、，導(dǎo)線不受力，選項(xiàng)B錯(cuò)；安培力的方向與磁場方向垂直，選項(xiàng)C錯(cuò)3將通電直導(dǎo)線置于勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)線與磁場方向垂直若僅將導(dǎo)線中的電流增大為原來的3倍，則該勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度()【導(dǎo)學(xué)號：41942056】A減小為原來的B保持不變C增大為原來的3倍 D增大為原來的9倍B導(dǎo)線與磁場方向垂直，則導(dǎo)線受到的安培力為：FBIL；若僅將導(dǎo)線中的電流增大為原來的3倍，則安培力將增大為原來3倍，而磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度只與磁場本身有關(guān)，與電流大小無關(guān)，則該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度仍不變，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤故選：B.4長為2 m的直導(dǎo)線垂直于磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為5×105 T的勻強(qiáng)磁場中若導(dǎo)線中通有10 A的

5、恒定電流，則磁場對導(dǎo)線的作用力多大？若僅使導(dǎo)線中的電流反向，則磁場對這根導(dǎo)線的作用力的方向如何變化？解析導(dǎo)線與磁場垂直放置，導(dǎo)線受到的安培力為：FABIL5×105 T×10 A×2 m1×103 N，若僅使導(dǎo)線中的電流反向，根據(jù)左手定則，磁場對這根導(dǎo)線的作用力的方向反向答案1×103 N，若僅使導(dǎo)線中的電流反向，則磁場對這根導(dǎo)線的作用力的方向反向合 作 探 究·攻 重 難對磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解1.通過實(shí)驗(yàn)歸納得出，電流方向跟磁場垂直時(shí)，電流受到的安培力最大為FBIL，平行放置時(shí)安培力為零一般情況下，電流受到的安培力介于零和最大值之間所以

6、FBIL只適用于電流與磁場方向垂直的情況. 2磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定，跟在該位置放入的導(dǎo)體長度L、電流I的大小及受到磁場的作用力均無關(guān)，與放不放通電導(dǎo)體也無關(guān)3不能根據(jù)公式B說B與F成正比，與IL成反比4由公式B計(jì)算B時(shí)，通電直導(dǎo)線必須垂直于磁場放入，如果小段通電導(dǎo)線平行放入磁場，其所受安培力F為零，但不能說該處磁感應(yīng)強(qiáng)度B為零關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是()A勻強(qiáng)磁場中的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測定：測出一段通電導(dǎo)線放在磁場中受到的安培力F，及該導(dǎo)線的長度L、通過的電流I，則BB通電導(dǎo)線在某處不受安培力的作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零CB只是定義式，磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁場本身的屬性，與放不放通

7、電導(dǎo)線無關(guān)D通電導(dǎo)線所受安培力的方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向思路點(diǎn)撥：公式B是磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式，而不是決定式磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)小磁針N極受力方向【解析】根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，通電導(dǎo)線應(yīng)為“在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線”，只有在這個(gè)方向上導(dǎo)線所受的安培力才最大，故A錯(cuò)誤；當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí)，不受安培力作用，故B錯(cuò)誤；在磁場源穩(wěn)定的情況下，磁場內(nèi)每一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是唯一確定的，與放入該處的檢驗(yàn)電流無關(guān)，C正確；由左手定則可確定，安培力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，故D錯(cuò)誤【答案】C針對訓(xùn)練1關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：41942057】A由B可知，B與F成正比，與

8、IL成反比B通電導(dǎo)線放在磁場中的某點(diǎn)，該點(diǎn)就有磁感應(yīng)強(qiáng)度，如果將通電導(dǎo)線拿走，該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就為零C通電導(dǎo)線受安培力不為零的地方一定存在磁場，通電導(dǎo)線不受安培力的地方一定不存在磁場(即B0)D磁場中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定，其大小和方向是唯一確定的，與通電導(dǎo)線無關(guān)D磁感應(yīng)強(qiáng)度B是定義式，用來量度某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，但磁感應(yīng)強(qiáng)度是由磁場本身的性質(zhì)決定的，與放入的通電導(dǎo)線無關(guān)；當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí)受磁場力為零，但不能說明B0，故選項(xiàng)A、B、C均錯(cuò)，只有選項(xiàng)D正確安培力的大小和方向1安培力大小分析通電導(dǎo)體在磁場中受到的安培力的大小與電流大小I、導(dǎo)線在磁場中的長度L、磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B以

9、及電流方向與磁場方向有關(guān)系(1)當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向平行時(shí)，安培力F0；(2)當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時(shí)，安培力FBIL；(3)當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場方向成某一夾角時(shí)，安培力大小F滿足：0FBIL.2安培力的方向特點(diǎn)(1)由左手定則可判定FI、FB，但B與I不一定相互垂直，即安培力的方向總是垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面在判斷時(shí)，首先確定磁場與電流所決定的平面，從而判斷出安培力的方向(2)若已知B、I方向，安培力的方向唯一確定；但若已知B(或I)與安培力的方向，I(或B)的方向不唯一如圖2­3­1所示，水平導(dǎo)體棒AB被兩根豎直細(xì)線懸掛，置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，已知磁場

10、的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T導(dǎo)體棒長L1 m，質(zhì)量m0.5 kg，重力加速度g取10 m/s2.當(dāng)導(dǎo)體棒中通以從A到B的電流時(shí)，圖2­3­1(1)判斷導(dǎo)體棒所受安培力的方向；當(dāng)電流I2 A時(shí)，求導(dǎo)體棒所受安培力的大小F.(2)導(dǎo)體棒中通過的電流I為多大時(shí)，細(xì)線中拉力剛好為0?【解析】(1)由左手定則知，安培力的方向豎直向上由FBIL得F0.5×2×1 N1 N.(2)根據(jù)物體的平衡條件可知BILmgI A10 A.【答案】(1)豎直向上1 N(2)10 A針對訓(xùn)練2如圖2­3­2所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里長度為L

11、的導(dǎo)體中通有恒定電流，電流大小為I.當(dāng)導(dǎo)體垂直于磁場方向放置時(shí)，導(dǎo)體受到的安培力大小為BIL.若將導(dǎo)體在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)過30°角，導(dǎo)體受到的安培力大小為()圖2­3­2A.BBILC. BIL D2BILB當(dāng)導(dǎo)體垂直于磁場方向放置時(shí)，導(dǎo)體受到的安培力大小為BIL.當(dāng)轉(zhuǎn)過30°，導(dǎo)體棒還垂直于磁場，故此時(shí)受到的安培力還是BIL，故B正確，故選：B當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1(多選)以下家用電器中與安培力有關(guān)的是()A電視機(jī)B錄音機(jī)C電冰箱 D洗衣機(jī)BCD四種家電中，B、C、D都用到電動(dòng)機(jī)，所以都與安培力有關(guān)，而電視機(jī)與安培力無關(guān)2某同學(xué)畫的表示磁

12、感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和安培力F的相互關(guān)系的圖如圖所示，其中正確的是()D由于F、B、I三者的方向關(guān)系滿足左手定則，由左手定則知，D正確，A、B錯(cuò)誤；C圖中，B與I平行，導(dǎo)線不受安培力，故C錯(cuò)誤3(多選)關(guān)于磁場對通電直導(dǎo)線的作用力(安培力)，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：41942058】A通電直導(dǎo)線在磁場中一定受到安培力的作用B通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟磁場的方向垂直C通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟電流的方向垂直D通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向垂直于由B和I所確定的平面BCD當(dāng)一段通電直導(dǎo)線在磁場中平行于磁感線方向放置時(shí)，不受安培力的作用，A選項(xiàng)錯(cuò)誤據(jù)左手定則，通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向既垂直于磁場方向，又垂直于電流的方向，即安培力方向總是