2019-2020年高中物理 3.3《探究安培力》學案（粵教版選修3-1）.doc

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2019-2020年高中物理 3.3《探究安培力》學案（粵教版選修3-1） 經典例題 【例1】下列關于磁感應強度大小的說法中正確的是[ ] A．通電導線受安培力大的地方磁感應強度一定大 B．磁感線的指向就是磁感應強度減小的方向 C．放在勻強磁場中各處的通電導線，受力大小和方向處處相同 D．磁感應強度的大小和方向跟放在磁場中的通電導線受力的大小和方向無關 解答：正確的應選D． 點撥：磁場中某點的磁感應強度的大小和方向由磁場本身決定，磁感應強度的大小可由磁感線的疏密來反映．安培力的大小不僅與B、I、L有關，還與導體的放法有關． 【例2】如圖16－14所示，其中A、B圖已知電流和其所受磁場力的方向，試在圖中標出磁場方向．C、D、E圖已知磁場和它對電流作用力的方向，試在圖中標出電流方向或電源的正負極． 解答：A圖磁場方向垂直紙面向外；B圖磁場方向在紙面內垂直F向下；C、D圖電流方向均垂直于紙面向里；E圖a端為電源負極． 點撥：根據左手定則，電流在磁場中受力的方向既要與磁感線垂直，還要與導線中的電流方向垂直，且垂直于磁感線與電流所決定的平面． 【例3】畫出圖16－15中導線棒ab所受的磁場力方向． 點撥：畫出正視圖后，再用左手定則判定． 【例4】在水平勻強磁場中，用兩根相同的細繩水平懸掛粗細均勻的直導線MN，導線中通以從M到N的電流I，此時繩子受力都是F，為使F＝0，可采用下列方法中的（ ） A．把電流強度增大到某一值 B．把電流強度減小到某一值 C．使電流I反向 D．使磁場B反向 點撥：用左手定則判定出磁場力方向，再根據平衡知識解決． 參考答案：A a b c d 【例5】例1、如圖所示，三根通電直導線垂直紙面放置，位于b、c、d處，通電電流大小相同，方向如圖。a位于bd中點。則a點的磁感應強 度方向是( ) A．垂直紙面指向紙里 B．垂直紙面指向紙外 C．沿紙面由a指向b D．沿紙面由a指向c 解析：根據安培定則：b、d兩根導線在a點形成的磁場，磁感應強度大小相等，方向相反，合磁感應強度應為零，故a點磁場就由通電導線c來決定，根據安培定則在a點處的磁場，磁感應強度方向應為沿紙面由a指向b，正確選項為C。 【例6】如圖所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導線可以自由移動，當導線通過圖示方向電流時，導線的運動情況是（從上往下看）（） A．順時針方向轉動，同時下降 B．順時針方向轉動，同時上升 C．逆時針方向轉動，同時下降 D．逆時針方向轉動，同時上升 解析：根據蹄形磁鐵磁感線分布和左手定則可判斷A端受垂直紙面向里的安培力，B端受直紙面向外的安培力，故導線逆時針轉動；假設導線自圖示位置轉過90，由左手定則可知，導線AB受豎直向下安培力作用；導線下降，故導線在逆時針轉動的同時向下運動， 所以本題答案應選C。 【例7】例如圖所示，傾角為 θ的光滑斜面上， 有一長為L，質量為 m的通電導線，導 線中的電流強度為I，電流方向垂直紙面向外．在圖中加一勻強磁場，可使導線平衡，試求：最小的磁感應強度B是多少？方向如何？ 解析：導體棒受重力、支持力和安培力作用而平衡，由力學知識可知，當?shù)谌齻€力（安培力）F與F＇垂直時，F(xiàn)有最小值，如圖，即安培力方向平行于斜面向上，F(xiàn)＝mgsinθ，又因為當導體棒與磁感應強度垂直時，安培力最大，故本題所求最小磁感應強度 B＝mgsinθ/（IL），方向為垂直斜面向下。 跟蹤反饋 一、選擇題 1．下列說法正確的是（ D ） A．磁場中某處磁感強度的大小，等于長為L，通以電流I的一小段導線放在該處時所受磁場力F與乘積IL的比值． B．一小段通電導線放在某處如不受磁場力作用，則該處的磁感應強度為零． C．因為B＝F／IL，所以磁場中某處磁感應強度的大小與放在該處的導線所受磁場力F的大小成正比，與IL的大小成反比． D．磁場中某處磁感應強度的大小與放在磁場中的通電導線長度、電流大小及所受磁場力的大小均無關． 2．兩條導線AB和CD互相垂直，如圖所示，其中的AB固定，CD可自由活動，兩者相隔一小段距離，當兩條導線分別通以圖示方向的電流時，垂直紙面向里看導線CD將（ B ） A．順時針方向轉動，同時靠近AB．B．逆時針方向轉動，同時靠近AB． C．順時外方向轉動，同時遠離AB．D．逆時針方向轉動，同時遠離AB． 3．如圖所示通電閉合線框abc處在勻強磁場中，它受到磁場力的合力： (D) A．方向垂直于ab斜向上．B．方向垂直于ac斜向上． C．方向垂直于bc向下．D．為零． 4．相互絕緣的直導線和環(huán)形導線，通以如圖所示的電流和，若環(huán)形導線固定不動，則直導線將：(C) A．向左移動．B．順時針移動．C．向右移動．D．逆時針移動． 5．如圖所示，一根有質量的金屬棒MN，兩端用細軟導線連接后懸掛于a、b兩點．棒的中部處于方向垂直紙面向里的句強磁場中，棒中通有電流，方向從M流向N，此時是線上有拉力．為了使拉力等于零，可以：(C) A．適當減小孩感應強度． B．使磁場反向． C．適當增大電流強度． D．使電流反向． 6．水平桌面上放條形磁鐵，磁鐵正中上方吊著導線與磁鐵垂直，導線中通入向紙內的電流，如圖所示，產生的情況是：（ BD ） A．懸線上的拉力沒有變化；B．懸線上的拉力變大； C．懸線上的拉力變??；D．條形磁鐵對桌面壓力變小． 二、填空題 1、通電導體在磁場中要________的作用，它受力的方向跟________方向和________方向有關，而且這個力的方向既跟________方向垂直，又跟________方向垂直． 答案：受到力　電流　磁感線　磁感線　電流 2、通電線圈在磁場中能夠________，當線圈平面跟磁感線________時，線圈所受的磁場作用力是一對平衡力． 答案: 轉動　垂直 3、兩條導線互相垂直，但相隔一小段距離，其中AB固定，CD可自由活動，當通以如圖所示電流后，CD導線將 （填順時針或逆時針）方向轉動，同時 （填靠近或遠離）AB。 答案：逆時針，靠近 三、計算題 1、如圖所示，懸掛著的通電圓環(huán)能繞豎直對稱軸自由轉動.在圓環(huán)正 下方有垂直于紙面的固定直導線，當直導線中通有流向紙內電流時，通 電圓環(huán)將如何動? 答案：左側向外，右側向里 2、. 如圖所示，在條形磁鐵的正上方懸掛著一個環(huán)形線圈，開始時線圈與條形磁鐵處在同一豎直面中，當線圈中通以逆時針方向的電流時，線圈將如何動? 答案：右側向外 左側向里 3、如圖12-18所示，閉合線框用細線懸掛，使條形磁鐵跟線框居于同一平面內，若讓磁鐵固定不動，給線框通以abcd方向的電流，通電后線框將怎樣運動? 答案：逆時針轉動，并靠近磁鐵 能力提升 一、選擇題 1、下列說法中錯誤的是(ABCD ) A.磁場中某處的磁感應強度大小，就是通以電流I、長為ｌ的一小段導線放在該處時所受磁場力F與Ｉ、ｌ的乘積的比值 B.一小段通電導線放在某處不受磁場力作用，則該處一定沒有磁場 C.一小段通電導線放在磁場中A處時受磁場力比放在Ｂ處大，則Ａ處磁感應強度比Ｂ處的磁感應強度大 D.因為Ｂ＝Ｆ／ＩL，所以某處磁感應強度的大小與放在該處的通電小段導線ＩL乘積成反比 2、如圖所示，a、b是兩根靠在一起的平行通電直導線，其中電流分別為IA和IB(已知IA＞IB)，電流方向如圖.當給垂直于a、b所在平面加一個磁感應強度為B的勻強磁場時，導線a恰好能處于平衡狀態(tài)，則導線b的受力情況與加磁場B以前相比( C ) A.不再受磁場力作用 B.所受磁場力是原來的2倍 C.所受磁場力小于原來的2倍 D.所受磁場力大于原來的2倍 3、如圖所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導線可以自由移動，當導線通過圖示方向電流時，導線的運動情況是（從上往下看）（ C ） 　　A．順時針方向轉動，同時下降 　　B．順時針方向轉動，同時上升 　　C．逆時針方向轉動，同時下降 　　D．逆時針方向轉動，同時上升 二、填空題 1、一根長直導線穿過載有恒定電流的金屬圓環(huán)的中心且垂直于環(huán)的平面，導線和環(huán)的電流方向如圖 所示，則環(huán)受到的磁場力等于 。 答案：零 三、計算題 1、導線AB與CD跟金屬導軌MN、PQ緊密接觸（都是裸線），磁感線方向如圖12-17所示，如果外力F拉著AB向右運動，CD將會怎樣運動?（不計摩擦） 答案：向右