【高中物理】高中物理(人教版)选修3-1同步教师用书：-第3章-4-通电导线在磁场中受到的力.doc

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1、4通电导线在磁场中受到的力学 习 目 标知 识 脉 络1.知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断安培力的方向(重点)2会推导匀强磁场中安培力的表达式，会计算匀强磁场中安培力的大小(重点、难点)3知道磁电式电流表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理(难点)安培力的方向1安培力：通电导体在磁场中受的力2左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向3安培力方向、磁场方向、电流方向的关系FB、FI，即F垂直于B和I所决定的平面1安培力的方

2、向与磁感应强度的方向相同()2安培力的方向与磁感应强度的方向垂直()3应用左手定则时，四指指向电流方向，拇指指向安培力方向()试分析两通电平行直导线间安培力的方向【提示】根据左手定则可判断，当电流方向相同时，吸引；当电流方向相反时，排斥如图341所示，用一蹄形磁铁慢慢地接近发光的白炽灯泡，可以看到灯丝颤抖起来图341探讨1：安培力的方向与哪些因素有关？【提示】安培力的方向与磁场的方向、电流的方向有关探讨2：试分析灯丝“颤抖”的原因【提示】灯丝中通的是交流电，电流的方向周期性变化，灯丝所受安培力的方向也周期性变化，因此灯丝出现“颤抖”现象1安培力F、磁感应强度B、电流I三者的关系(1)已知I、B

3、的方向，可唯一确定F的方向；(2)已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可唯一确定I的方向；(3)已知F、I的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定2安培定则(右手螺旋定则)与左手定则的比较安培定则(右手螺旋定则)左手定则作用判断电流的磁场方向判断电流在磁场中的受力方向内容具体情况直线电流环形电流或通电螺线管电流在磁场中应用方法拇指指向电流的方向四指弯曲的方向表示电流的环绕方向磁感线穿过手掌心，四指指向电流的方向结果四指弯曲的方向表示磁感线的方向拇指指向轴线上磁感线的方向拇指指向电流受到的磁场力的方向3.安培力作用下导体运动方向的五种判断方法电流元法把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每

4、段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流(反过来等效也成立)，然后根据磁体间或电流间的作用规律判断特殊位置法通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；不平行的两直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作用力，从

5、而确定磁体所受合力及其运动方向1用两根细线把两个完全相同的圆形导线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图342所示，当两导线环中通入方向相同的电流I1、I2时，则有()图342A两导线环相互吸引B两导线环相互排斥C两导线环无相互作用力D两导线环先吸引后排斥【解析】通电的导线环周围能够产生磁场，磁场的基本性质是对放入其中的磁体或电流产生力的作用由于导线环中通入的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，相当于通入同向电流的直导线，据同向电流相互吸引的规律，判知两导线环应相互吸引，故A正确【答案】A2如图343所示，在南北方向安放的长直导线的正上方用细线悬挂一条形小磁铁，当导线中通入图示的电流I

6、后，下列说法正确的是()图343A磁铁N极向里转，悬线所受的拉力小于磁铁所受的重力B磁铁N极向外转，悬线所受的拉力小于磁铁所受的重力C磁铁N极向里转，悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力D磁铁N极向外转，悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力【解析】由条形磁铁的磁场分布，并由左手定则，可知导线左半部分受到安培力方向垂直纸面向外，右半部分安培力方向垂直纸面向里，由牛顿第三定律得磁铁左半部分受到安培力方向垂直纸面向里，右半部分安培力方向垂直纸面向外，因此条形磁铁N极向里转当转过90时导线受力竖直向上，则磁铁受力竖直向下，导致悬线所受的拉力大于磁铁所受的重力，故C正确【答案】C左手定则应用的两个要点(1)安培

7、力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向，所以应用左手定则时，必须使拇指指向与四指指向和磁场方向均垂直(2)由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不一定垂直穿入手掌，可能与四指方向成某一夹角，但四指一定要指向电流方向安培力的大小磁电式电流表 1安培力的大小2磁电式电流表(1)构造：最基本的是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈(2)原理通电线圈在磁场中受安培力发生转动螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动图344图345线圈偏转的角度越大，被测电流就越大，所以根据线圈偏转角度的大小，可以确定被测电流的大小；根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向(3)特点表盘刻度均匀(4)优、缺点优点：灵敏度高

8、，可以测出很弱的电流缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱1通电导体在磁场中一定会受安培力的作用()2两根通电导线在同一匀强磁场中，若导线长度相同，电流大小相等，则所受安培力大小相等，方向相同()3磁电式电表只能测定电流的大小不能确定被测电流的方向()4增加线圈匝数和增加线圈面积都可以提高磁电式电流表的灵敏度()5磁电式电流表内是均匀辐射磁场，不是匀强磁场()磁电式电流表表盘的刻度为什么是均匀的？【提示】因为磁电式电表两磁极间装有极靴极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，所以表盘的刻度是均匀的如图346所示，一根质量为m的金属棒MN，两端用细软导线连接

9、后悬于a、b 两点，棒的中端处于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，电流方向如图所示，悬线上的拉力为F.图346探讨1：若使悬线上的拉力F变为零，可以采取什么方法？【提示】适当增大磁感应强度或电流探讨2：若使悬线上的拉力F变大，可以采取什么方法？【提示】减小磁感应强度或电流强度，使磁感应强度方向反向，或者使电流方向反向1FBILsin 适用于匀强磁场中的通电直导线，求弯曲导线在匀强磁场中所受安培力时，L为有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L由始端流向末端，如图347所示图3472同样情况下，通电导线与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大；导线与磁场方向平行时，它不受安培力；导线与

10、磁场方向斜交时，它所受的安培力介于0和最大值之间3在非匀强磁场中，只要通电直导线L所在位置的各点B矢量相等(包括大小和方向)，则导线所受安培力也能用上述公式计算4当电流同时受到几个安培力时，则电流所受的安培力为这几个安培力的矢量和3(多选)如图348所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为L，通过的电流大小为I且垂直纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成角，则导体棒受到的()图348A安培力大小为BILB安培力大小为BILsin C摩擦力大小为BILcos D支持力大小为mgBILcos 【解析】金属杆受力如图所示：由于金属杆与磁场垂直，故安培力大小FABIL.根据平衡

11、条件得：FfFAsin ，mgFAcos FN解得：FfBILsin ，FNmgBILcos .故A、D正确，B、C错误【答案】AD4如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线受到的安培力大小【解析】A图中，磁场方向与电流方向的夹角为，根据FILBsin 可得FILBcos .B图中，电流方向与磁场方向垂直，所以FILB.C图中，两根导线组成的折线，其有效长度为L，故FILB.D图是从ab的半圆形电流，其有效长度为2R，故F2IRB.E图中，用导线将abc接通形成闭合线圈，各导线受力的矢量和为零，故合力为零所以，闭合的通电线圈所受安培力为零【答案】IL

12、Bcos ILBILB2IRB0求解安培力问题的四个步骤(1)选定研究对象：一般为磁场中的通电导线(2)变三维为二维：方法是沿着或逆着电流观察，将一段有长度的导线看成一个没有长度的圆圈，圈内画为顺着电流观察，圈内画表示逆着电流观察(3)画出平面受力分析图：其中安培力的方向切忌跟着感觉走，要用左手定则来判断，注意F安B、F安I.(4)根据力的平衡条件或牛顿第二定律列方程式进行求解高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。那么，高中物理考试答题技巧及注意事项有哪些呢？下面和小编一起来看看吧！高中物理考试答题技巧选择题的答题技巧解

13、答选择题时，要注意以下几个问题：（1）注意题干要求，让你选择的是“不正确的”、“可能的”还是“一定的”。（2）相信第一判断：只有当你发现第一次判断肯定错了，另一个百分之百是正确答案时，才能做出改动，而当你拿不定主意时千万不要改。特别是对中等程度及偏下的同学尤为重要。切记：每年高考选择题错误率高的不是难题，而是开头三个简单题。不要再最简单的地方，轻敌栽坑！实验题的做题技巧（1）实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。填空题：数值、单位、方向或正负号都应填全面；作图题：对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。对电学实物图，则电表量程、正负极性，电流表内、外接法，变阻器接法，滑动

14、触头位置都应考虑周全。对光路图不能漏箭头，要正确使用虚、实线，各种仪器、仪表的读数一定要注意有效数字和单位；实物连接图一定要先画出电路图（仪器位置要对应）；各种作图及连线要先用铅笔（有利于修改），最后用黑色签字笔涂黑。切记：游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的读数历来都是考察的重点。切记：选择题有8-10分是送你的，但你可能拿不到（单位、有效数字、小数点后保留几位、坐标原点等）。（2）常规实验题：主要考查课本实验，几年来考查比较多的是试验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析，解答常规实验题时，这种题目考得比较细，要在细、实、全上下足功夫。（3）设计型实验重在考查实验的原理。要求同学

15、们能审清题意，明确实验目的，应用迁移能力，联想相关实验原理。在设计电学实验时，要把安全性【所谓的安全不是对人来说，而是对仪器来说的】放在第一位，同时还要尽可能减小实验的误差【误差从偶然和系统两个方面考虑，系统免不了，偶然可减小】，避免出现大量程测量小数值的情况。计算题的答题技巧（1）仔细审题，明确题意。每一道计算题，首先要认真读题，弄清题意。审题是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程。在审题中，要特别重视题中的关键词和数据，如静止、匀速、 最大速度、一定、可能、刚好等。一个较为复杂的运动过程要分解成几个不同的阶段。否则，一旦做题方向偏了，只能是白忙一场。（2）敢于做题，贴近规律。解题就是建

16、立起与未知数数量相等的方程个数，怎样建立方程呢？方程蕴含在物理过程中以及整个过程的各个阶段中，存在于状态或状态变化之中；隐藏在约束关系之中。应由题目中的物理现象及过程所对应的或贴近的物理规律，建立主体关系式。（3）敢于解题，深于研究。遇到设问多、信息多、过程复杂的题目，在审题过程中，若明确了某一阶段的情景，并列出了方程。要敢于先把结果解出来，这对完全理顺题意起着至关重要的作用。很多情况下第二阶段的情景要由第一阶段的结果来判定，所以第一阶段的结果成为打通障碍的重要武器。（4）答题要规范，得分有技巧简洁文字说明与方程式相结合尽量用常规方法，使用通用符号分步列式，不要用综合或连等式对复杂的数值计算题

17、，最后结果要先解出符号表达，再代入数值进行计算。高中物理考试注意事项高三学习成绩不好怎么办？看高考蝶变掌握逆袭方法。淘宝搜索高考蝶变购买！1.计算大题绝对不能空着即便你做不上来，也要写该部分对应课本中的基本物理公式。需要注意的是，必须带入题中的符号。比如说题目中电荷量是e，你在答题纸上写q往往就不会给分了。阅卷中我们老师们都严格遵守采点给分原则，也就是说，你写对了几个物理公式（与答案一样），即便没有计算，我们也给对应的分值。这是阅卷的规则，谁都不能改变。2.重视画图解题过程中要受力分析、研究运动轨迹的，一定要画图，养成画图的好习惯。图像画出来虽然有时候是没分的，借助于图像来分析题意很方便。另外

18、，物理题的答案并不是标准的，有的时候你写的与答案不一样，老师们怎么理解呢？看图是一个捷径。答题纸上的内容是给老师看的（是你和阅卷老师的对话），不要给老师们的阅卷制造困难，图一定要画。见到很多学生不画图，也没有个依据，就直接来个物理公式。我的第一感觉就是，莫非是抄别人的？相信判你卷子的老师也是一样的。3.物理试卷中几乎没有多选题四个选项都是对的物理多选题，基本上是不会有四个选项全对的，除非是非常老旧的题（90年代的高考题）。如果你物理成绩很差，我建议你把多选题都当成单选来做，这样更有利于得分，特别是多选题的最后一道题。4.不会的暂时跳过，合理分配考试时间同学们在考场上要注意解题时间的分配，没有思

19、路的题先跳过去。建议多选题的最后一道先跳过，实验题的最后一个空，解答题的最后一问更是要留到最后再做。原因不解释了，大家都知道，不过王尚老师想说的是，真正的在考场上认真去执行的同学还是少数。小编推荐：高考物理答题技巧5.看不懂题意的，联系课本考点物理题联系实际的很多，比如天体联系宇航的，磁场联系粒子加速度器的，等等。这些应用问题很难理解，一个诀窍就是联系课本的考点。高中物理wuli.in题万变不离其宗，考点还是源于课本。在考场上监考的时候王尚老师就发现很多同学在那里天马行空般的思考，完全脱离了课本，这样怎么能做出来呢？6.联系课堂上老师讲过的典型题和上面的建议类似，遇到难题，无从下手，就回忆下课堂上老师讲过的一些典型题，总是有类似的地方的。物理题本身就是有规律的，很多思考方法和切入点都是类似的。另外，笔者提醒同学们可以到物理自诊断学习系统中去看我们总结的解题思路，帮助你梳理考点，搞明白定理定律、物理公式的使用。