2019-2020学年人教版高中物理选修1-1《2.3磁场对通电导线的作用》学案（含答案）

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1、第3讲磁场对通电导线的作用目标定位1.知道什么是安培力知道匀强磁场中影响通电导线所受安培力大小和方向的因素.2.理解磁感应强度B的定义式和物理意义知道磁感应强度的单位知道用磁感线的疏密程度可以形象地描述磁感应强度的大小.3.会用公式FBIL进行安培力的简单计算.4.了解电动机的工作原理知道电动机在生产、生活中的应用一、安培力1定义：通电导体在磁场中受到的力称为安培力2把一段通电直导线放在磁场里，当导线方向与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大；当导线方向与磁场方向一致时，导线不受安培力；当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培力介于最大值和零之间3公式：FBIL(导体垂直磁场放置)想一想有的同学认为

2、：放在磁场中的通电导线一定受到安培力的作用这种想法对吗？为什么？答案不对通电导线在磁场中所受安培力的大小跟导线与磁场之间的夹角有关，若导线方向与磁场方向一致，导线在磁场中不受安培力的作用二、磁感应强度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定义式：B.3单位：特斯拉，简称特，符号为T.4B反映了磁场的强弱5磁感应强度是矢量小磁针的N极在磁场中某点受力的方向，就是这点磁感应强度的方向想一想根据B是否可以得出：当电流一定的情况下，通电导线在某点所受的力越大，说明该点的磁感应强度越大答案不可以必须是垂直放在磁场中的通电导线三、安培力的方向

3、1安培力的方向跟磁场方向和电流方向有关2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想一想能不能说：通电导线在某点所受安培力的方向就是该处的磁感应强度方向？答案不能. 通电导线在某点所受安培力的方向永远与该点的磁感应强度方向垂直四、电动机我们使用的电动机就是利用安培力来工作的各种电动机都有定子和转子一、对磁感应强度的理解1物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量2矢量性：磁感应强度是矢量，既有大小，又有方向，磁场中某点磁感应强度的方向就是该点磁场的方向3描述：磁感线的疏密

4、程度表示磁感应强度的大小，磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向4匀强磁场：各处的磁感应强度大小相等，方向相同的磁场例1下列关于磁感应强度的说法正确的是()A通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大C放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关答案D解析因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关，所以A选项错，D选项正确；因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故B选项错；虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，

5、但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场垂直时受磁场力最大，与磁场平行时受磁场力为零)，而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以C选项错针对训练1关于磁感应强度，下列说法中正确的是()A由B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，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零C通电导线所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在磁场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，与通电导线无关答案D解析磁感应强度B只是定义式，而不是决定式，磁感应强度B是由磁场本身决定的，与有无导体

6、放入其中无关，故A、B选项均错；另外，当导线平行于磁场方向放入时，通电导体所受到的安培力为零，而此处的B0，C项忽略了这一点，因而是错误的二、安培力的大小安培力的大小：通电直导线与磁场方向垂直时，所受的安培力最大，FBIL；导线方向与磁场方向平行时，导线不受安培力；导线方向与磁场方向斜交时，安培力介于最大值和零之间例2如图231所示，把一水平导体棒置于竖直向下的匀强磁场中，棒中分别通有电流I和2I，则棒所受安培力()图231A通有电流I时小B通有电流2I时小C一样大D不能确定答案A解析当棒中通有电流I时，棒所受的安培力FBIL；当棒中通有电流2I时，棒所受的安培力F2BIL，选项A正确针对训练

7、2 如图232所示，匀强磁场的磁感应强度为B，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度为L，导线中电流为I. 该导线所受安培力的大小为()图232A0 BBIL C. D.答案B三、安培力的方向1可以用左手定则来判定：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安培力的方向与磁场方向有关，与电流方向也有关安培力的方向既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，即垂直于磁场和电流所决定的平面例3某同学画的表示磁感应强度B、电流I和安培力F的相互关系的图如图所示，其中正确的是()答案D解析由于F、B、I三者

8、的方向关系满足左手定则，由左手定则知，D正确，A、B错误；C图中，B与I平行，导线不受安培力，故C错误针对训练3如图233所示，用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F.为使F0，可能达到要求的方法是()图233A加水平向右的磁场B加水平向左的磁场C加垂直纸面向里的磁场D加垂直纸面向外的磁场答案C解析由于绳子的拉力为零，所以直导线所受的安培力向上，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，故C正确安培力与左手定则1如图234所示，水平桌面上放置一根条形磁铁，磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线，并与磁铁垂直当直导线中通入图中所示方向的电流时，可以判断

9、出()图234A弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力减小B弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力减小C弹簧的拉力增大，条形磁铁对桌面的压力增大D弹簧的拉力减小，条形磁铁对桌面的压力增大答案A解析通电导线所在处磁场水平向右，由左手定则知，其受安培力方向竖直向下，弹簧拉力增大；根据牛顿第三定律知通电导线对磁铁作用力方向竖直向上，条形磁铁对桌面的压力减小2如图235所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd135.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示导线abcd所受到的磁场的作用力的合力()图235A方

10、向沿纸面向上，大小为(1)BILB方向沿纸面向上，大小为(1)BILC方向沿纸面向下，大小为(1)BILD方向沿纸面向下，大小为(1)BIL答案A解析本题考查安培力的大小与方向的判断该导线可以用a和d之间的直导线长为(1)L来等效代替，根据FBIL，可知大小为(1)BIL，方向根据左手定则判断，A正确磁感应强度3由磁感应强度的定义式B可知() A若某处的磁感应强度为零，则通电导线放在该处所受磁场力一定为零B通电导线放在磁场中某处不受磁场力的作用时，则该处的磁感应强度一定为零C同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的D磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线有关答案A4下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是()A某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向B小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向C垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是该处磁感应强度的方向D磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向答案BD解析小磁针N极受力的方向就是该处磁感应强度的方向，而通电导线受力的方向总是和磁感应强度的方向垂直磁场中某点磁感应强度的方向表示该点的磁场方向，磁场方向也就是小磁针N极受力的方向，但电流受力的方向不代表磁感应强度和磁场的方向故正确答案为B、D.