2019-2020年高中物理 3.3《探究安培力》學(xué)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(xué)案（粵教版選修3-1） 經(jīng)典例題 【例1】下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說法中正確的是[ ] A．通電導(dǎo)線受安培力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大 B．磁感線的指向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度減小的方向 C．放在勻強(qiáng)磁場中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同 D．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無關(guān) 解答：正確的應(yīng)選D． 點撥：磁場中某點的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場本身決定，磁感應(yīng)強(qiáng)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(guān)，還與導(dǎo)體的放法有關(guān)． 【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(biāo)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(biāo)出電流方向或電源的正負(fù)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(nèi)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(fù)極． 點撥：根據(jù)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(dǎo)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(dǎo)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(qiáng)磁場中，用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛粗細(xì)均勻的直導(dǎo)線MN，導(dǎo)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(qiáng)度增大到某一值 B．把電流強(qiáng)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(jù)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(dǎo)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(yīng)強(qiáng) 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(jù)安培定則：b、d兩根導(dǎo)線在a點形成的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反，合磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)為零，故a點磁場就由通電導(dǎo)線c來決定，根據(jù)安培定則在a點處的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向應(yīng)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(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動，當(dāng)導(dǎo)線通過圖示方向電流時，導(dǎo)線的運動情況是（從上往下看）（） A．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降 B．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升 C．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降 D．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升 解析：根據(jù)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(dǎo)線逆時針轉(zhuǎn)動；假設(shè)導(dǎo)線自圖示位置轉(zhuǎn)過90，由左手定則可知，導(dǎo)線AB受豎直向下安培力作用；導(dǎo)線下降，故導(dǎo)線在逆時針轉(zhuǎn)動的同時向下運動， 所以本題答案應(yīng)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(zhì)量為 m的通電導(dǎo)線，導(dǎo) 線中的電流強(qiáng)度為I，電流方向垂直紙面向外．在圖中加一勻強(qiáng)磁場，可使導(dǎo)線平衡，試求：最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度B是多少？方向如何？ 解析：導(dǎo)體棒受重力、支持力和安培力作用而平衡，由力學(xué)知識可知，當(dāng)?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(dāng)導(dǎo)體棒與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直時，安培力最大，故本題所求最小磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)度的大小，等于長為L，通以電流I的一小段導(dǎo)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(dǎo)線放在某處如不受磁場力作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零． C．因為B＝F／IL，所以磁場中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在該處的導(dǎo)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(yīng)強(qiáng)度的大小與放在磁場中的通電導(dǎo)線長度、電流大小及所受磁場力的大小均無關(guān)． 2．兩條導(dǎo)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(dāng)兩條導(dǎo)線分別通以圖示方向的電流時，垂直紙面向里看導(dǎo)線CD將（ B ） A．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近AB．B．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近AB． C．順時外方向轉(zhuǎn)動，同時遠(yuǎn)離AB．D．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時遠(yuǎn)離AB． 3．如圖所示通電閉合線框abc處在勻強(qiáng)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(dǎo)線和環(huán)形導(dǎo)線，通以如圖所示的電流和，若環(huán)形導(dǎo)線固定不動，則直導(dǎo)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(zhì)量的金屬棒MN，兩端用細(xì)軟導(dǎo)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(qiáng)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(dāng)減小孩感應(yīng)強(qiáng)度． B．使磁場反向． C．適當(dāng)增大電流強(qiáng)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(dǎo)線與磁鐵垂直，導(dǎo)線中通入向紙內(nèi)的電流，如圖所示，產(chǎn)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?。籇．條形磁鐵對桌面壓力變?。? 二、填空題 1、通電導(dǎo)體在磁場中要________的作用，它受力的方向跟________方向和________方向有關(guān)，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(dāng)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(zhuǎn)動　垂直 3、兩條導(dǎo)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(dāng)通以如圖所示電流后，CD導(dǎo)線將 （填順時針或逆時針）方向轉(zhuǎn)動，同時 （填靠近或遠(yuǎn)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(zhuǎn)動.在圓環(huán)正 下方有垂直于紙面的固定直導(dǎo)線，當(dāng)直導(dǎo)線中通有流向紙內(nèi)電流時，通 電圓環(huán)將如何動? 答案：左側(cè)向外，右側(cè)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(dāng)線圈中通以逆時針方向的電流時，線圈將如何動? 答案：右側(cè)向外 左側(cè)向里 3、如圖12-18所示，閉合線框用細(xì)線懸掛，使條形磁鐵跟線框居于同一平面內(nèi)，若讓磁鐵固定不動，給線框通以abcd方向的電流，通電后線框?qū)⒃鯓舆\動? 答案：逆時針轉(zhuǎn)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(yīng)強(qiáng)度大小，就是通以電流I、長為ｌ的一小段導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)強(qiáng)度比Ｂ處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大 D.因為Ｂ＝Ｆ／ＩL，所以某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與放在該處的通電小段導(dǎo)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(dǎo)線，其中電流分別為IA和IB(已知IA＞IB)，電流方向如圖.當(dāng)給垂直于a、b所在平面加一個磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場時，導(dǎo)線a恰好能處于平衡狀態(tài)，則導(dǎo)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(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動，當(dāng)導(dǎo)線通過圖示方向電流時，導(dǎo)線的運動情況是（從上往下看）（ C ） 　　A．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降 　　B．順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升 　　C．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降 　　D．逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升 二、填空題 1、一根長直導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)線AB與CD跟金屬導(dǎo)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