磁场对通电导线的作用

磁场对通电导线的作用

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范文一:磁场对通电导线的作用

磁场对通电导线的作用

【知识要点】 一. 安培力

1、磁场对电流的作用力叫做安培力。 (1)大小计算:当L∥B时,F= 。

当L⊥B时,F= 。(此时安培力最大)

①L是有效长度:弯曲导线的有效长度等于两端点所连直线的长度;相应的电流方向,沿L 由始端流向未端.

因为任意形状的闭合线圈,其有效长度L=0,所以通电后在匀强磁场中,受到的安培力的矢量和一定为零.②公式的适用条件:一般只适用于匀强磁场.若B不是匀强磁场,则L应足够短以至可将L所在处的磁场视为匀强磁场.

(2)安培力的方向: 方向判定:左手定则。安培力的方向一定垂直于B和I,即总是垂直

于B、I所决定的平面。(注意:B和I间可以有任意夹角)

【学法指导】

一 .右手螺旋定则(安培定则)与左手定则的区别

二、判定安培力作用下导体运动方向 常用方法有以下四种:

1.电流元法:即把整段电流等效为多段直线电流元,先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向.从而判断出整段电流所受作用力方向,最后确定运动方向. 例1.如图所示,一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N极的一端,当线圈内通以图示方向的电流I时,下列说法中正确的是( )

①线圈圆面将有被拉大的倾向 ③线圈将向S极一端平移 ②线圈圆面将有被压小的倾向 ④线圈将向N极一端平移 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 答案:B

例2.如图,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流时,从上往下看,导线的运动情况是( )

A.顺时针方向转动,同时下降 B.顺时针方向转动,同时上升 C.逆时针方向转动,同时下降 D.逆时针方向转动,同时上

答案:C

2.特殊位置法:把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向,从而确定运动方向.

3.等效法:环形电流可以等效小磁针,通电螺线管可以等效为条形磁铁,条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管.通电螺线管可以等效成多匝的环形电流.

例4.如图所示,水平放置的条形磁铁N极的附近悬挂着一个能自由运动的圆形导线线圈,线圈与条形磁铁处在同一竖直平面内,当线圈中通以图示方向的电流时,从上向下看,线圈将( )

例5.实验表明电流和电流之间也会通过磁场发生相互作用:两条平行的直导线当通以相同方向的电流时,它们相互吸引;当通以相反方向的电流时,它们相互推斥.试解释之.

例6.两条通电的直导线互相垂直,但两导线相隔一小段距离,其中导线AB是固定的,另一条CD能自由转动.通以图示方向的直流电后,CD导线将( )

A.逆时针方向转动,同时靠近导线AB B.顺时针方向转动,同时靠近导线AB C.逆时针方向转动,同时远离导线AB D.顺时针方向转动,同时远离导线AB 答案:B 4.利用结论法:

(1)两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥. (2)两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.利用这些结论分析,可以事半功倍.

例7.如图所示,在通电长导线的旁边放一个可以自由移动和转动的矩形通电线圈,线圈和导线在同一平面上,它的a、c两边和导线平行.试讨论一下线圈各边的受力情况.线圈在磁场中将怎样运动?(远离I方向运动)

【典型例析】

例8.如图1所示,垂直折线abc中通入I的电流。ab=bc=L,折线所在平面与匀强磁感强度B垂直.abc受安培力等效于ac(通有a→c的电流I)所受安培力,即F1= ,方向同样由等效电流ac判定为在纸面内垂直于ac斜向上,同理可以推知:

i 如图2所示,半圆形通电导线受安培力F2= ii 如图3所示,闭合的通电导线框受安培力F

3

= (F=BI·2R;F=0。

9

、如图所示为一通电直导线,该导线中每米长度内有n个自由电荷,每个自由电荷的电量均为q,它们的定向移动速率均为v,现加一匀强磁场,磁场方向与导线垂直,磁感强度为B,则磁场对这条导线上长度为l一段的安培力大小应是( ) A.nqvBl B.nqBl/v C.qBl/nv D.qvBl/n 【基础训练】

1.指出如图所示六种情况中通电导体棒ab所受的各个力的方向与大小.设棒长为l,通电电流为I,磁感强度为B,导体棒光滑.

图1

图2

图3

2.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上,导轨宽度为d,杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时,ab恰好在导轨上静止,如图所示;下图是它的四个侧视图,图

中已标出四种可能的匀强磁场方向,其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是( )

3.通电矩形导线框abcd与无限长通电导线MN在同一平面内,电流方向如图所示,ab边与MN平行,关于 MN的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是(

A、线框有两条边所受的安培力方向相同; B、有两条边所受的安培力大小相同; C、线框所受安培力的合力向左; D、线框将以ab边为轴向外转动;

4.如图所示。一个位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动,线圈的四个边分别与

x、y轴平行,线圈中的电流方向如图,当空间加上如下所述的哪种磁场时,线圈会转动起

来。( )

5、如图所示,接通电键K的瞬间,用丝线悬挂于一点,可自由转动的通电直导线AB 将( )

A.A端向上,B端向下,悬线张力不变; B.A端向下,B端向上,悬线张力不变; C.A端向纸外,B端向纸内,悬线张力变小; D.A端向纸内,B端向纸外,悬线张力变大。

A.方向沿x轴正向的恒定磁B.方向沿y轴的正向恒定磁C.方向沿z轴的正向恒定磁D.方向沿z轴的正向变化磁

场 场 场 场

3、答案:BC,4、答案:B;5答案:BC

安培力同步练习

1、在条形磁铁旁边,放一个通有如图所示电流的轻质线圈abcd,则线圈的运动情况是( )

A、ab边转向纸外,cd转向纸里,同时靠近N极。 B、ab边转向纸外,cd转向纸里,同时远离N极。 C、ab边转向纸里,cd转向纸外,同时靠近N极。 D、ab边转向纸里,cd转向纸外,同时远离N极。

2. 如图所示,两根垂直纸面平行固定放置的直导线M和N,通有同向等值电流,沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab,则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是( )

A. 沿纸面逆时针转动

B. 沿纸面顺时针转动

C. a端转向纸外,b端转向纸里 D. a端转向纸里,b端转向纸外

3. 在匀强磁场中放入通有相同电流的三条不同形状的导线,如图所示.每条导线的两个端点间的距离相 等,问所受磁场力最大的导线是( )

A. 甲线最大 C. 丙线最大

B. 乙线最大 D. 三条线一样大

4. 如图所示,匀强磁场对电流I的作用力为F的相互关系(方向关系),正确的是( )

5. 如图所示,一根无限长通有电流为I的直导线旁边放一通电矩形线框,其中电流方向见图所示,直导线和线框在同一平面中,则线框受通电直导线的作用将做以下哪种运动( )

A. 静止不动 动

B. 向左平动

C. 向下平动

D. 向右平

6. 如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A。A与螺线管垂直,如图所示,电键K闭合后,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )

A. 水平向左 上

B. 水平向右

C. 竖直向下

D. 竖直向

7. 两条长直导线AB和CD相互垂直,相隔一很小距离,通以如图所示方向的相同电流,其中AB固定,CD可以其中心为轴自由转动并且平动,则CD的运动情况应是( )

A. 顺时针方向转动,同时靠近导线AB B. 逆时针方向转动,同时离开导线AB C. 顺时针方向转动,同时离开导线AB D. 逆时针方向转动,同时靠近导线

AB

8. 在图中,PQ,MN为光滑金属导轨,ab为金属棒,与电源组成闭合电路,该装置在竖直平面内。为使ab静止,可将该装置放在匀强磁场中,其磁场方向应是( )

A. 竖直向上 纸内

B. 竖直向下

C. 水平向纸外

D. 水平向

9. 长度为L的直导线通以电流I放在磁感应强度为B的匀强磁场中受到的磁场力为F,则( )

A. F一定和L垂直,不一定和B垂直

B. 当L⊥B时由公式F=ILB看出F跟B、L、I三者都成正比 C. B一定和F、L都垂直,F和L的夹角可以是任意的 D. 只有当L与B垂直时F才和B垂直

10. 如图所示,矩形通电线框abcd,可绕其中心轴OO'转动,它处在与OO'轴垂直的匀强磁场中,在磁场力作用下线框开始转动,最后静止在平衡位置,则平衡后( )

A. 线框四边都不受磁场力作用

B. 线框四边都受到指向线框外部的磁场力的作用,但合力为零 C. 线框四边都受到指向线框内部的磁场力的作用,但合力为零

D. 线框的一边受到指向线框外部的磁场力的作用,另一边受到指向线框内部的磁场力的作用,合力为零( )

11. 一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N,此时悬线上有拉力.为了使拉力等于零,可( )

A. 适当减小磁感应强度 C. 适当增大电流强度

B. 使磁场反向

D. 使电流反向

12. 如图,条形磁铁放在水平桌面上,它的正中央上方固定一直导线,导线与磁铁垂直.给导线通以垂直纸面向外的电流,则( )

A. 磁铁对桌面压力减小,仍不受桌面摩擦力作用 B. 磁铁对桌面压力减小,要受到桌面摩擦力作用 C. 磁铁对桌面压力增大,仍不受桌面摩擦力作用 D. 磁铁对桌面压力增大,要受到桌面摩擦力作用

13. 如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场中,有一段折成直角的金属导线abc,ab=bc=L,导线中通有如图的电流,电流强度为I,磁感应强度为B,要使该导线保持静止不动,应在b点加一多大的力,方向如何?(导线所受重力不计)

14. 如图所示,ab,cd为两根相距2m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,通以5A的电流时,棒沿导轨做匀速运动;当棒中电流增加到8A时,棒能获得2m/s的加速度,求匀强磁场的磁感应强度的大小。

2

15. 如图所示,通电导体棒AC静止于水平导轨上,棒的质量为m长为L,通过的电流强度为I,匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角,求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大?

16. 如图所示,用细线悬挂在匀强磁场中一段通电导线,悬线与竖直方向成30°角,若

该导线通过的电流为0.2A,导线长度为0.1m。导线质量为0.02kg。

求(1)导线受到的安培力为多大?(2)匀强磁场的磁感应强度?

【试题答案】 1. A 2. D 3. D 4. A 7. A 8. D

9. B

10. B 13. F2BIL,方向与bc夹角为45斜向上

14. 1.2T

15. mg-BILcosθ,BILsinθ 16.略

5. D

6. C

11. C 12. A

范文二:磁场对通电导线的作用1

一、选择题(共10小题)

1.(2007•河南)如图所示实验装置中,用来研究“通电导体在磁场中受力”的是( )

A.

B.C.D.

2.(2008•株洲)如图甲所示,将一对磁性材料制成的弹性舌簧

密封于玻璃管中,舌簧端面互叠,但留有间隙,就制成了一种磁控元件--干簧管,以实现自动控制.某同学自制了一个线圈,将它套在干簧管上,制成一个干簧继电器,用来控制灯泡的亮灭,如图乙所示.干簧继电器在工作中所利用的电磁现象不包括( )

A.电流的磁效应

B.磁场对电流的作用

C.磁极间的相互作用 D.磁化

3.(2007•广元)有一台直流电动机模型,接入电路后能正常转动,下列做法中不能改变电动机转动方向的是( )

A

.调换电动机中磁铁的磁极

B.改变线圈中电流的方向

C.改变线圈中电流的大小

D.调换电源的正负极

4.(2009•济南)实验用电流表的内部构造主要包括金属线圈和磁铁,金属线圈悬

置在磁铁的两极间,线圈同时与一根指针和一根蜗旋旋状弹簧相连,如图所示.当线圈中有电流通过时,线圈就会转动并带动指针偏转,显示出电流的大小.这种电流表的工作原理是( )

A.磁极间存在着力的相互作用

B.磁场对通电导体有力的作用

C.通电导体的周围存在着磁场

D.法拉第发现的电磁感应现象

5.(2008•南京)如图所示是课本中的几个实验.演示磁场对通电导体有力的作用的是( )

A

B

C

D

6.(2009•潍坊)如图所示,是小明同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验

装置,ab是一根金属棒,通过金属导轨连接到电路中,闭合开关后,金属棒没有运动(仪器、电路都完好),要想使金属棒运动起来,下列措施不可行的是( )

A.将蹄形磁体的N、S极对调

B.换用磁性强一些的蹄形磁体

C.换用能提供较大电流的直流电源

D

.使用轻质金属棒,减小金属棒与导轨之间的摩擦力

7.(

2011•临沂)如图所示,用来研究磁场对电流作用力的实验装置是( )

A.

B.

C.

D.

8.(2010•赤峰)如图所示,是小华同学探究“磁场对电流的作用”

的实验装置,A、B是一根金属棒,通过导线接在电路中,闭合电建后,金属棒没有运动(仪器、电路都完好),要使金属棒运动起来,下列措施可行的是( )

A.将蹄形磁体的N、S极对调

B.换用磁性弱一些的蹄形磁体

C.换用电压大一些的直流电源

D.将滑动变阻器的滑片向右移动

9.(2011•聊城)用右图所示的电路研究“磁场对通

电导体的作用”时,下列做法可以改变导体受力方向的是( )

A.只改变电流方向

B.增大电流

C.减小电流

D.对调磁极同时改变电流方向

10.(2007•杭州)某通电直导体在磁场中受力作用的情况如图,则在下列A,B,C,D四

图中通电直导体的磁场中受力作用的方向跟它相同的是( )

A.

B.

C.

D.

二、填空题(共6小题)(除非特别说明,请填准确值)

11.(2007•镇江)电磁炮是利用电磁发射技术制成的

一种先进的武器,具有速度快、命中率高等优点.它的主要原理如图所示,通电导体在磁场力的作用下沿导轨加速运动,系在通电导体上的弹体以10km/s的速度发射出去,电磁炮的发射过程是 能向

能的转化过程.

12.(2013•内江)如图所示,是“探究磁场对通电导线的作用”的实验装置.当

闭合开关S时,导线ab中自由电子定向移动的方向是

(选填“从a到b”、“从b到a”或“垂直ab方向”),导线ab受到磁场力的作用而向左运动;现在,如果只将磁场方向变为与原来方向相反,那么导线ab将向

运动;如果同时将电流方向和磁场方向变为与原来方向相反,那么导线ab将向 运动.(选填“左”或“右”)

13.(2010•安徽)如图为我们实验室所用电流表的内部结构示意图.当

接入电路,有电流通过线圈时,线圈带动指针偏转.该电流表的工作原理是 .

14.(2011•绵阳)如图所示的实验装置,是用来研究

(选填“电流磁效应”、“电磁感应现象”或“磁场对通电导线的作用”)的.实验中把导线ab放在磁场里,接通电源,让电流通过导线ab,会观察到导线向右运动;如果把电源正、负极对调后接入电路,会观察到导线ab向

(选填“左”或“右”)运动;如果不对调电源正、负极,但把蹄形磁体上下磁极调换一下,会观察到导线ab向

(选填“左”或“右”)运动;如果把电源正、负极对调,同时把蹄形磁体上下磁极也调换则会观察到导线ab向

(选填“左”或“右”)运动.

15.(2012•广州)如图1所示,使线圈位于两磁极间

(1)通电后,图1中ab 段导线的电流方向是

(选择“由a 到b”、“由b 到a”).图1中ab 段导线受磁场力的方向向上,用箭头标示出图3中ab 段导线所受磁场力的方向.

(2)线圈转过图2所示位置,用

的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈.

(3)若把图2中的电源换为电阻,快速转动线圈,电阻发热.此过程机械能先转化为 能再转化为 能.

16.(2004•扬州)小畅同学利用如图所示的装置,在研究通电导体在磁场

中受力方向与电流方向的关系时,应保持

方向不变,只改变

方向,观察AB的运动方向,从而得出结论.

三、解答题(共3小题)(选答题,不自动判卷)

A.力是维持物体运动的原因 B.一切物体都有惯性

C.物体运动状态改变时,一定受到力的作用

(3)将磁极上下对调,观察直导线的运动情况,这样操作是为了研究 ______. 解:

19.(2012•济南)在复习“电流的磁场”和“磁场对电流的作用”时,小刚想:

“既然通电导体周围存在磁场,磁场又会对通电导体产生力的作用,那么相互靠近的两个通电导体间是否会产生力的作用呢?”

(1)于是,他和小强商议通过实验来研究这一问题.他们找到了两根柔软的导线,相距较近地并排固定在接线板上,实验电路如图甲所示.通过实验观察到的现象如图乙所示. 该试验表明:两个通电导体之间______.

(2)小强认为,如果改变其中一个通电导体的电流方向,则它们之间作用力的方向也会发生改变. 小强这样想的理由是:电流产生的磁场方向是由______的方向决定的,当一个通电导体中电流的方向改变时,它产生的磁场方向也会发生改变;而磁场对通电导体的作用力的方向与______的方向和______的方向有关,另一个通电导体中电流的方向不变,但磁场的方向变化了,它受到的磁场力的方向就会改变. (3)如果开始实验时,小刚和小强没有找到柔软的导线,而是用较硬的普通铝芯电线进行实验,你认为会出现怎样的情况?通过这个问题,你得到了怎样的启示?______.

范文三:磁场对通电导线的作用

课题:§2.3磁场对通电导线的作用

课时安排 课时 总第 课时 执教时间 班级 姓名

【学习目标】

1、知道什么是安培力。

2、会用安培力公式F=BIL解答有关问题. 知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安

培力最小,等于零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大,等于BIL;当导线

方向与磁场方向斜交时,所受安培力介于最大值BIL和0之间。

3、理解和掌握磁感应强度的方向和大小、单位。

4、知道左手定则的内容,会用左手定则熟练地判定电流方向与磁场方向都垂直时的

相关问题。

5、了解电动机的构造及工作原理。

教学重点:

1、 安培力的方向确定和大小的计算。

2、 磁感应强度的概念。

教学难点:

1、 磁感应强度的概念

2、 左手定则的运用

演示:把一段直导线放到磁场中,当导线中有电流通过时,可以看到原来静止的导线会运动。 实验说明:

【自主学习】

一、安培力

1、 通电导线在磁场中受到的力称为。

2、 通电导体放在磁场里,当导线方向与磁场垂直时,所受的安培力___ __;当导线方向

与磁场方向一致时,所受的安培力__ ___;当导线方向与磁场斜交时,所受的安培力

介于 。

演示:控制变量法研究“影响安培力大小的因素”

3、 导线方向与磁场垂直时,导线受到的安培力大小既跟又跟 成正比。即FIL ,改写成等式FBIL

二、磁感应强度(B)

(1) 公式:B=__________由公式可以确定单位:__________

实验发现:在磁场中的同一位置,改变I、改变L,F也跟着变化,但B

在磁场中的不同位置,BF是定值 ILF的值一般不同 IL

(2) 磁感应强度是反映磁场的物理量。

(3) 磁感应强度是磁场中某点的磁感应强度的方向

三、安培力的方向

(1) 左手定则:伸开左手,使拇指跟其余四指_______,并且都跟手掌在同一个平

面内,让_______穿入手心,并使四指指向_______的方向,则拇指所指的方

向就是通电导线所受安培力的方向。

如图所示,一条放在磁场中的通电导线,导线与磁场方向垂直,图中已经分别标明电流、

磁场和安培力这三个物理量中两个量的方向,试在图中标出第三个量的方向.

【小组讨论】

1.将长0.5m,通过4A电流的通电导线放在匀强磁场中,当导线和磁场方向垂直时,通电导

线所受磁场力为0.3N,则匀强磁场的磁疗感应强度B大小为______T,若将通电导线中的电流

减为2A,则这时匀强磁场的B为______T,导线受安培力为______N.

2.如图在倾角为30°的斜面上,水平固定一根20cm长的铜棒,将其两端用

软导线与电源连接,铜棒中通有2A的电流,方向如图所示,如空间存在竖直

向上的、磁感应强度为0.4T的匀强磁场,则铜棒受到的安培力的大小为方向是________

3.

四、电动机

1、电动机的工作原理

2、电动机基本构造

3、能量转化

【质疑拓展】

1.以下说法正确的是 ( )

A.通电导线在磁场中可能会受到力的作用

B.磁铁对通电导线不会有力的作用

C.两根通电导线之间不可能有力的作用

D.两根通电导线之间只可能有引力的作用,不可能有斥力的作用

2.如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁

铁垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则( )

A.磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用.

B.磁铁对桌面压力减小,受到桌面的摩擦力作用. C.磁铁对桌面压力增加,不受桌面的摩擦力作用.

D.磁铁对桌面压力增加,受到桌面的摩擦力作用.

【当堂检测】

1.关于磁场对通电直导线作用力的大小,下列说法中正确的是( )

A.通电直导线跟磁场方向平行时作用力最小,但不为零

B.通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大

C.作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角大小无关

D.通电直导线跟磁场方向不垂直时肯定无作用力

2.某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示,其中正确的是( )

-43.在赤道附近的地磁场可看做是沿南北方向的匀强磁场,磁感应强度的大小是0.5×10T。

如果赤道上有一根沿东西方向的直导线,长20m,通有从东向西的电流30A,问地磁场对这根导线的作用力有多大?方向如何?

范文四:磁场对通电导线的作用

第三章 第四节

1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系,正确的说法是( ) A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的

B.磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直 C.磁场方向不一定与安培力方向垂直,但电流方向一定与安培力方向垂直

D.磁场方向不一定与电流方向垂直,但安培力方向一定既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直

答案:D

解析:电流放入磁场中,不管电流与磁场是否垂直,安培力均垂直磁场和电流所确定的平面,即安培力总是垂直磁场方向,安培力总是垂直电流方向.

2.(2009·汕头模拟)如图所示,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F=0,可能达到要求的方法是 (

)

A.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:为使F=0,则F安必竖直向上且F安=mg,由左手定则可判定磁场一定是垂直纸面向里,故选项C正确.

3.一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中,导线上的电流方向由左向右,如图所示.在导线以其中心点为轴转动90°的过程中,导线受到的安培力

(

)

A.大小不变,方向不变

B.由零增大到最大,方向时刻变 C.由最大减小到零,方向不变 D.由零增大到最大,方向不变 答案:D

解析:导线转动前,电流方向与磁场方向平行,导体不受安培力;当导体转过一个小角度后,电流与磁场不再平行,导体受到安培力的作用;当导体转过90°时,电流与磁场垂直,此时导体所受安培力最大.根据左手定则判断知,力的方向始终不变.选项D正确.

4.已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的摩擦系数为μ,有电流时,ab恰好在导轨上静止,如图所示,下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向,其中能使杆ab与导轨之间摩擦力为零的图是

(

)

答案:AB

解析:用左手定则判断各图中导电细杆的受力方向,再判断通电细杆所受的合力. 5.如图所示,接通开关时,观察到金属棒动起来这说明________,断开开关后,将滑动变阻器的滑动片向左滑动一段距离后,再接通开关时你观察到________;这种现象说明________.

答案:通电导线在磁场中受到力的作用;金属棒摆动的角度更大些;电流越强,导线受到的安培力越大

6.如图所示,两平行光滑导轨相距为20cm,金属棒MN的质量为10g,电阻R=8Ω,匀强磁场的磁感应强度B=0.8T,方向竖直向下,电源电动势E=10V,内阻r=1Ω,当电键K闭合时,MN恰好平衡,求变阻器R1的取值为多少?设θ=45°.

答案:7Ω

解析:先根据左手定则判定安培力的方向,然后根据平衡条件列方程,再利用安培力公式以及闭合电路欧姆定律进行求解.

金属棒平衡时的平面受力图,如图2所示. 当MN平衡时,有mgsinθ-BILcosθ=0①

E

R+R1+r

由①、②式联立并代入数据,得R1=7Ω

.

由全电路欧姆定律,得I=

7.地球是个大磁体,在赤道上,地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场.如果赤道

-4

某处的磁感应强度大小为0.5×10T,在赤道上有一根东西方向的直导线,长为20m,载有从东往西的电流30A.则地磁场对这根导线的作用力有多大?方向如何?

-2

答案:3.0×10N;方向垂直指向地面.

-4

解析:地磁场的磁感应强度为0.5×10T,方向由南向北;导线垂直于地磁场放置,长度为20m,载有电流30A,则其所受安培力

F=BIL=0.5×10-4×30×20N=3.0×10-2N

根据左手定则可以判断导线所受安培力的方向垂直指向地面.

1.如图所示,在蹄形磁铁的上方,放置一个可以自由运动的通电线圈abcd,最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内.则通电线圈的运动情况是 (

)

A.ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时向下运动 B.ab边转向纸外,cd边转向纸里,同时向上运动 C.ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时向下运动 D.ab边转向纸里,cd边转向纸外,同时向上运动 答案:C

解析:先画出蹄形磁铁磁极附近的磁感线,如图所示(这是先决条件

)

ab边处在水平方向的磁场分量,根据左手定则,ab边受的安培力指向纸里;cd边处也有水平方向的磁场分量,cd边受的安培力指向纸外.bc边和da边的合力为零.整个线圈发生ab向里、cd向外的转动.

当线圈由图示位置到转过90°的过程中,根据左手定则,da边受到的安培力向下,bc边受到的安培力向上,由于da处磁场较强,所以da边受到向下的安培力大于bc边受到向上的安培力,合力向下.

综合以上分析,选项C正确.

2.在稀硫酸溶液中有一浮子,它的上部是一轻金属环,下部是分开的铜片和锌片.一开始金属环如图示放置,松开浮子后,则

(

)

A.浮子一直保持静止不动 B.浮子将不停地转动

C.浮子将转过90°后再保持静止 D.浮子将转过180°后再保持静止 答案:A

解析:该装置为一化学电池,铜片为电池正极.弯曲金属环中电流由铜片流向锌片.图示位置电流环平面与地磁场方向垂直,受磁力矩为零.所以浮子不会转动.利用等效方法将环形电流看成小条形磁铁,其N极指向与地磁场此处磁感线方向相同,电流环不会转动.在此位置处金属环属于稳定平衡态.

3.(2009·淮安高二检测)一条形磁铁放在水平桌面上,在它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒,图中只画出此棒的横截面图,并标出此棒中的电流是流向纸内的,在通电的一瞬间可能产生的情况是

(

)

A.磁铁对桌面的压力减小 B.磁铁对桌面的压力增大 C.磁铁受到向右的摩擦力 D.磁铁受到向左的摩擦力 答案:AD 解析:由左手定则可判知导体棒受到磁铁给它斜向左下方的安培力,根据牛顿第三定律得到磁铁受到斜向右上方的作用力,所以A、D选项正确.

4.(2009·黄冈模拟)如图所示,两根无限长的平行导线a和b水平放置,两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流,且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时;导线a恰好不再受安培力的作用.则与加磁场B以前相比较

(

)#

A.b也恰好不再受安培力的作用

B.b受的安培力小于原来安培力的2倍,方向竖直向上 C.b受的安培力等于原来安培力的2倍,方向竖直向下 D.b受的安培力小于原来安培力的大小,方向竖直向下 答案:D

解析:当a不受安培力时,Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零,此时判断所加磁场垂直纸面向外,因Ia>Ib,所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里,b受安培力向下,且比原来小.故选项D正确.

5.在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,一匀强磁场垂直于斜面向下,如图所示,当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时,导体棒恰好静止在斜面上,则磁感应强度的大小为B=

________.

答案:2IL

解析:通电导体棒受三个力:重力、弹力和安培力.其中安培力沿斜面向上,与导体棒重力沿斜面向下的分力平衡,故有:BIL=mgsin30°,所以B=2IL

6.如图所示,一根长为L的细铝棒用两个劲度系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向里,当棒中通以向右的电流I时,弹簧缩短Δy;若通以向左的电流,也是大小等于I时,弹簧伸长Δy,则磁感应强度B为________.

mg

mg

答案:2kΔy/IL

解析:通以向右的电流时,铝棒受安培力向上;弹簧原拉伸形变的大小发生改变,变化

量为Δy,由铝棒平衡可知:弹簧弹力大小的变化量等于安培力,即2·kΔy=BIL.同理,在通以向左的电流时,铝棒在原来没通电时受力平衡的基础上,弹力的改变量等于安培力,即2kΔy=BIL.所以B=2kΔy/IL.

7.(思维拓展题)在生物学中,我们已经知道有生物电流存在,由于电和磁是紧密联系的,因此生物也应有磁性和磁场.1963年美国两位科学家第一次测出心脏有规律的磁场变化.1970年一位教授用超导量子干涉式磁强计描出了清晰的心磁图,它与心电图十分相似.大家知道电流有磁效应,当生命物质发生离子的迁移或电荷的转移时,形成生物电流的同时,相伴产生了生物磁场.假如肌体有如图所示的生物电流在流动,当外界磁体靠近这部分肌体时,此电流的流动范围将如何变化?

答案:扩大

解析:根据左手定则可确定,生物电流受到由中心指向外的作用力,因此电流流动的范围将扩大.

-2

8.如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m,质量为6×10kg的通电直导线,电流I=1A,方向垂直纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4T,方向竖直向上的磁场中,设t=0,B=0,则需要多长时间斜

2

面对导线的支持力为零?(g取10m/s)

答案:5s

解析:斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示.

由平衡条件 FTcos37°=F① FTsin37°=mg②

由①②解得:F=tan37°

代入数值得:F=0.8N 由F=BIL得:

F0.8BT=2T. IL1×0.4

B与t的变化关系为B=0.4t. 所以:t=5s

mg

范文五:磁场对通电导线的作用导学案

第三节 磁场对通电导线的作用

姓名: 班级: 教师评价:

学习目标

知识与技能:1.知道什么是安培力,会计算安培力的大小

2.会用左手定则判断安培力的方向

技能和方法 能用控制变量法探究安培力方向与磁场方向和电流方向

之间的关系

情感态度与价值观:通过认识电动机,体会物理知识和技术对人类的重大意义。

学习重难点

重点:磁感应强度的概念、安培力的大小和方向

难点:磁感应强度概念的理解

【自主学习】

一、 安培力

(1) 定义:磁场对通电导体的作用力叫 。

(2) 安培力的数学表达式:F=

练习:在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中,有一根长为0.3 m,通有5A电流的

直导线,当导线与磁感线方向垂直时,他所受安培力大小

A . 0 N B. 0.3 N C. 0.2 N D. 5.0 N

二、 磁感应强度

度L乘积的比值叫做该处的

(2)磁感应强度的定义式 ,单位 ,简称 ,符号是 ,

磁感应强度是个 ,既有大小又有方向,小磁针N极的受力方

向即 的方向,也是磁场的方向。

磁感应强度的理解:定义式B=F只有在通电导线和磁场方向垂直时才有IL(1)通电直导线垂直磁场的方向放置,它所受到底安培力F与电流I和导线长

意义。磁场强度由磁场本身决定,不能认为B与F成正比,与IL成反比。

(3)长为0.2m的导线垂直于某匀强磁场方向放置,当导线中通有1A的电流时,导线所受的安培力大小为0.8N,则磁场的磁感应强度为 T

三、左手定则

伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并且跟手掌在同一平面内,让磁感线 穿入手心,并使四指指向 的方向,拇指所指方向就是通电导线所受

的方向。

【合作探究】

1. 一个通电导线在磁场中所受安培力为零,能否说磁感应强度就一定为零?

2.画出下列各图中安培力的方向

I

B

I

B

3.电动机原理

如果放在磁场中的不是一段导线,而是一个通电的矩形线圈abcd,会发生什么现象?

【课堂小结】

范文六:文科2.3磁场对通电导线的作用

2015—2016学年度高二物理导学案 使用时间:11.12 编制:李西祥 组长:王永华 年级:

3.磁场对通电导线的作用

学习目标

1.知道安培力的定义,了解影响安培力的因素,能通过实验理解导线方向与磁场方向垂直时安培力的计算公式。

2.理解磁感应强度的定义式,知道式中物理量的含义及磁感应强度的单位。理解磁感应强度的矢量性及了解一些生活实际中磁场的大小。

3.知道并会应用左手定则判断安培力的方向。

4.了解电动机的结构,理解其工作原理,观察家庭电器中哪些有电动机并想想其作用。

预习案

【问题1】按照课本图2.3-1、图2.3-2自备器材,在家中做实验,验证通电导线在磁场中在什么情况下会受力,并探究力的大小跟什么因素有关?做完后整理器材带到课堂上来,到时与同学们共同分享你的成功快乐。

【问题2】安培力的公式是什么?磁感应强度是如何定义的?其单位是什么?它是矢量还是标量,若是矢量它的方向是如何规定的?人体心脏工作时产生的磁场约为多大?

【问题3】在家中继续做实验,探究安培力方向与哪些因素有关?左手定则正确吗?请在实验中自我验证。

【问题4】在确保安全和条件允许的情况下,从家用电器里拆下一个电动机,观察它由哪几部分组成,各有什么作用?准备一个电动机带到课堂上来。

【问题5】安培为什么被称为“电学中的牛顿”?

【问题6】在家中用一块蹄形磁铁慢慢地接近发光的灯泡,观察灯丝有什么反应?为什么?

第1 页 共 4 页

班级: 小组: 姓名: 评价:

探究案

【问题1】影响安培大小的因素

① 利用自带器材及学校实验室所配备的学生电源及配套器材(学生电源、滑动变阻器、电流表、蹄形磁铁、导线、轨道等)按课本图2.3-1、图2.3-2连成两个电路,定性探究影响安培力大小的因素,图2.3-1中运动导体可用铝筒,其摆放可沿不同方向。电流大小的改变可用滑动变阻器。

② 理论探究(讨论交流):实验探究得出通电导线在磁场中受到安培力的大小,跟导线的长度成正比,跟导线中的电流I成正比,公式应为FkBIL,为什么课本上的k=1?在什么条件下才能等于1?

【问题2】磁感应强度

(1)在探究完问题1之后,更换不同强弱的磁体,按以下实验步骤完成以下实验探究:

保持I与L不变,按磁性从弱到强改换磁体,观察悬线摆动的角度变化,发现磁体磁性越强,悬线摆动的角度越________,表示通电导体受的安培力越________,力F与IL的比值越______,即B变________,这表示B能反映了磁场的______。

(2)理论探究

为什么B为磁感应强度而不被称之为磁场强度,网上查询一下人脑神经活动产生的磁感应强度约为多少特?电机和变压器的铁芯中,磁感应强度又约为多少?感受一下1T的大小。

【问题3】安培力的方向

① 在探究完问题1和问题2之后,其它不变只调换磁铁两极的位置而使磁场的方向改变,观察悬线的摆动方向,可得出什么结论?若保持磁场方向不变而只改变电流方向,悬线的摆动方向又如何?又可得出什么结论?

② 利用上述探究结论,理解左手定则,并用实验验证定则是否正确?

【问题4】利用实验室的器材,在磁场中放一个通电矩形线圈,观察线圈如何运动?其运动方向跟哪些因素有关?并用左手定则进行验证。

第 2页 共 4 页

班级: 小组: 姓名: 评价:

【问题5】同学们把各自从家里带来的电动机展示给本组,大家一起来观察并研究电动机,哪些是转子?哪些是定子?比较直流电动机和交流电动机有哪些不同?它们分别应用于哪些领域?

【问题6】大家谈谈家里哪些电器有电动机,如果没有电动机,会给我们的生活带来哪些不方便?

【问题7】利用学校实验室的器材,探究平行导线通电后它们之间作用力的方向?它们之间为什么会有相互作用力?

训练案

A

1.下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法,正确的有? ( )

A.安培力的大小只跟磁场的强弱和电流大小有关

B.若导线受到的磁场力为0,导线所在处的磁感应强度必为0

C.安培力的方向必与磁场方向垂直,磁场方向必与电流方向垂直

D.若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大,此时导线必与磁场方向垂直

2.某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图2.4-1所示,其中正确的是( )

× × × × B × × × × × × C

D

3. 有一通电金属导线在赤道上方,东西向水平放置,电流方向向东,它受到地磁场的作用力方向为( )

A.向东

B.向西

C.向上

D.向下

第 3页 共 4 页

班级: 小组: 姓名: 评价:

4.如图2.4-2所示,闭合直角三角形线框abc处在匀强磁场中,通有图示方向的恒定电流,下列说法中正确的是 ( )

A.ac边在磁场中受到的安培力最大 × B.ac边受到的安培力方向垂直于该边斜向下 C.bc边在磁场中不受安培作用 × D.线框受到磁场力的合力不为零

B 图2.4-2

5.如图2.4-3所示,条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通一垂直纸面向外的电流,则 ( ) A.磁铁对桌面的压力减小,不受桌面的摩擦力作用 B.磁铁对桌面的压力减小,受到桌面的摩擦力作用

C.磁铁对桌面的压力增大,不受桌面的摩擦力作用

D.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面的摩擦力作用

6.将长0.5m通过4A电流的通电导线放在匀强磁场中,(1)当导线和磁场方向垂直时,通电导线所受安培力为0.3

N,则匀强磁场的磁感应强度B为多大?

(2)若将通电导线中的电流减为2A,则这时匀强磁场的磁感应强度B又为多大?导线受安培力为多大?

学有所得

第 4页 共 4 页

范文七:3.4磁场对通电导线的作用力

3.3几种常见的磁场

1.科学研究表明,地球自西向东的自转速度正在变慢,假如地球的磁场是由地球表面带电引起的,则

可以断定( )

A.地球表面带正电,由于地球自转变慢,地磁场将变弱 B.地球表面带正电,由于地球自转变慢,地磁场将变强 C.地球表面带负电,由于地球自转变慢,地磁场将变弱 D.地球表面带负电,由于地球自转变慢,地磁场将变强

2.下列各图中,已标出电流I、磁感应强度B的方向,其中符合安培定则的是( )

3.如图,一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时,磁针的S极向纸内偏转,这一束带

电粒子可能是( )

A.向右飞行的正离子. B.向左飞行的正离子. C.向右飞行的负离子. D.向左飞行的负离子.

3.4磁场对通电导线的作用力

4.如下图,一根通电直导线置于磁场中,标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向,以及

通电直导线所受安培力F的方向。下图中B、I、F三方向关系正确的是( )

5.某同学画的表示磁场B

、电流I和安培力F的相互关系如图,其中正确的是( )

57.如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线

A,A与螺线管垂直,A导线中的电流方向垂直纸面向里,开关S闭合,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( ) A、水平向左

B、水平向右 C、竖直向下 D、竖直向上

27.如图所示,长方形线框abcd通有电流I,放在直线电流I'附近,以下关于线框四个边受到安培力的说法正确的是( )

A.线框只有两个边受力,合力向左 B.线框只有两个边受力,合力向右

C.线框四个边都受力,合力向左 D.线框四个边都受力,合力向右 12

.如图所示,一金属直杆MN

两端接有导线,悬挂于线圈上方,MN与线圈轴线均处于竖直平面内,为使MN垂直纸面向外运动,可以: ( )

A.将a、b端分别接电源的正负极,c、d不接电源 B.将a、d端接在电源正极,b、c端接在电源负极 C.将a、c端接在电源正极,b、d端接在电源负极 D.将b、c端接在电源正极,a、d端接在电源负极

53.如图所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心,且垂直于线圈平面,当线圈中通入如图方向的电流后,线圈的运动情况是( )

A.线圈向左运动 B.线圈向右运动

C.从上往下看顺时针转动 D.从上往下看逆时针转动

1.在磁场中,一根质量为m,长度为L的金属棒用细金属丝水平地悬挂在匀强磁场中,如图所示。当通过如图所示的电流I时,金属丝对棒的拉力刚好为零,则磁感应强度的方向是

A.平行纸面向上 B.平行纸面向下 C.垂直纸面向里 D.垂直纸面向外

27.如图所示,在匀强磁场中用两根柔软绝缘的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上,金属棒中通

入由a到b的恒定电流I,这时两根细线均被拉紧,现要想使两根细线对金属棒拉力变为零,可采用哪些方法( ) A.适当增大电流I

B.将电流反向并适当改变大小 C.适当减小磁感应强度

D.将磁场反向并适当改变大小

9.如图所示,金属细棒质量为m,用两根相同轻弹簧吊放在水平方向的匀强磁场中,弹簧的劲度

系数为k,棒ab中通有稳恒电流,棒处于平衡,并且弹簧的弹力恰好为零.若电流大小不变而方向相反,则( ) A.每根弹簧弹力的大小为mg B.每根弹簧弹力的大小为2mg C.弹簧形变量为mg/k D.弹簧形变量为2mg/k

79.如图所示,在一个范围足够大、磁感应强度B=0.40T的水平匀强磁场中,用绝缘细线将金属棒

吊起使其呈水平静止状态,且金属棒与磁场方向垂直。已知金属棒长L=0.20m,质量m=

0.020kg,取g =10m/s2

(1)若棒中通有I=2.0A的向左的电流,求此时金属 棒受到的安培力F的大小; (2)改变通过金属棒的电流大小,若细线拉力恰好为零,求此时棒中通有电流的大小。

78.

如图所示,

两根等长的绝缘细线悬挂一水平金属细杆MN,

处在与其垂直的水平匀强磁场中.金

属细杆的长度为1 m

,质量为8.9×10-3 kg.当金属细杆中通以0.89 A的电流时,两绝缘细线上的拉力均恰好为零.忽略与金属细杆连接细导线的影响.求:

(1) 金属细杆所受安培力的方向; (2) 金属细杆中电流的方向; (3) 匀强磁场的磁感应强度大小.

2.如图,条形磁铁平放于水平桌面上,在它的正中央上方固定一根直导线,导线与磁场垂直,现

给导线中通以垂直于纸面向外的电流,则下列说法正确的是( )

A.磁铁对桌面的压力减小 B.磁铁对桌面的压力增大 C.磁铁对桌面的压力不变 D.以上说法都不可能

45.如图所示,条形磁铁放在水平桌面上,其中央正上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直,并通以垂直纸面向外的电流

A.磁铁对桌面的压力减小,不受桌面摩擦力的作用 B.磁铁对桌面的压力减小,受到桌面摩擦力的作用 C.磁铁对桌面的压力增大,不受桌面摩擦力的作用 D.磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力的作用

46.如右图,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,可以判断出( )。

A.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

27.两条相距为1m的水平金属导轨上放置一根导电棒ab,处于竖直方向的匀强磁场中,如图所示,导电棒的质量是1. 2kg,当棒中通入2安培的电流时(电流方向是从a到b),它可在导轨上向右

匀速滑动,如电流增大到4A时,棒可获得0.5m/s2

的加速度。求①磁场的方向?②磁场的磁感强度的大小和摩擦力大小?

57.如图所示,水平放置的两根平行金属轨道相距

0.2m,上面放一不计电阻质量为0.04kg

的均匀金属棒ab

。已知电源电动势为6V、内阻为

0.5Ω,滑动变阻器调到

2.5Ω。现在金属棒所在位置施加一匀强磁场,使得金属棒ab对轨道的压力恰好为零且仍保持静止。求,该匀强磁场的磁感应强度大小和方向?

25.如图所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同.其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线电流方向垂直纸面向里,每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用.则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法正确的是( )

A.导线a所受合力方向水平向右 B.导线c所受合力方向水平向右 C.导线c所受合力方向水平向左

D.导线b所受合力为零

26.两条导线互相垂直,相隔一段较小的距离,如图所示;其中一条AB是固定的,另一条CD能自由转动,当直流电流按图示方向通入两条导线时,CD导线将:( )

A.逆时针方向转动,同时靠近导线AB B.顺时针方向转动,同时靠近导线AB

C.逆时针方向转动,同时离开导线AB D.顺时针方向转动,同时离开导线AB

40.固定直导线C垂直于纸面,通以垂直纸面指向读者的电流,可动导线AB通过弹簧测力计悬于O点如图静止,当通以从A→B电流时以下判断正确的是( )

A.导线B端转向读者,同时测力计读数减小 B.导线A端转向读者,同时测力计读数减小 C.导线B端转向读者,同时测力计读数增大 D.导线A端转向读者,同时测力计读数增大

36.如图所示,两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上,但能自由移动,若两线圈内通过大小不等的同向电流,则它们的运动情况是 ( )

A.都绕圆柱转动

B.以不等的加速度相向运动 C.以相等的加速度相向运动 D.以相等的加速度相背运动

55.两条靠得很近的平行直导线, 同时通有电流时,导线之间相互作用情况是:(1)当通有同方向电流时,两导线相互________;(2)当通有相反方向电流时,两导线相互____________.

2.如图,质量为60g的铜棒长为d =20cm,棒的两端用长为L=30cm的细软铜线水平悬挂在磁感应强度

为B=0.5T、方向竖直向上的匀强磁场中,当棒中通过恒定电流I后,铜棒的偏角θ=60°,铜棒静止,g取10m/s2,求:铜棒中电流I

59.如图所示,金属棒

MN两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由

M向N

的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况错误..

的是:

A.两悬线等长变短,θ角变小

B.棒中的电流变大,θ角变大 C.金属棒质量变大,θ角变大 D.磁感应强度变大,θ角变小 22.(2011·上海高考物理·T18)如图,质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O',并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角 )

y

4.质量为m的通电细杆置于倾角为θ的导轨上,导轨的宽度为d,杆与导轨间的动摩擦因数为μ,

有垂直于纸面向里的电流通过杆,杆恰好静止于导轨上.在如图10所示的A、B、C、D四个图中,

杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是 ( )

32.质量为m的金属细杆置于倾角为θ的光滑导轨上,导轨的宽度为d,若给细杆通以如图所示

的电流时,下图所示的A、B、C、D四个图中,可能使杆静止在导轨上的是:( )

41.如图所示,通电直导体棒ab质量为m=0.6kg,水平地放在宽为L=1m,倾角为=60

光滑的两

平行直轨上,整个装置放在竖直方向的磁场中,已知电源电动势为E1.5v,直导体棒电阻为R0.5,其余电阻不计,导体棒ab静止在斜面上。则磁感应强度B大小 T,方向 。

【答案】 竖直向上

53.在光滑斜面上放一长度为L=20cm的导体A,质量m=1kg,导体A通有电流I1 =5A。斜面的倾角为θ=30°左下图所示为剖面图。(1)当磁场垂直于斜面向上时,导体A处于静止平衡,则磁感强度B的大小为____________ T;(2)当磁场方向____________时,导体A对斜面恰无压力,则此时磁感强度B的大小为____________T。

87.如图所示,一根长L=0.2m的金属棒放在倾角为θ=370

的光滑斜面上,并通以I=5A电流,方向如图所示,整个装置放在磁感应强度为B=0.6T,竖直向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面

上,则该棒的质量为多少?(sin370=0.6,g取10m/s2

55

.如图所示,在垂直于斜面向下的磁场中,一根质量为m的通电直导线,放在倾角为θ的绝缘斜面上处于静止,则关于直导线受到斜面对它的摩擦力的情况是( ) A. 可能受到沿斜面向上的摩擦力 B. 可能受到沿斜面向下的摩擦力 C. 可能不受摩擦力 D. 一定受到摩擦力作用

159.如图8所示,在倾角为α的光滑金属导轨上,放置一根质量为m,长为L,通有电流I的导体棒.欲使导体棒静止在斜面轨道上,所加竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B应为多大?

如图所示中,一根质量为m,长为L的通电直导线垂直于纸面放置,通电导线中电流强度为I,方

向垂直于纸面向内。当加上一个匀强磁场后,导体能够静止在倾角为θ的斜面上,问: 61. 如果斜面光滑,所加的匀强磁场的磁感应强度B1最小值和方向。

62.如果斜面粗糙,所加匀强磁场的磁感应强度大小为B2,方向竖直向上,导体保持静止状态,求此时导线所受的摩擦力。

77.如图所示, 匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上,一倾角为α=600

的光滑斜面上,静止一根长为L=1m,重

G=3N,通有电流I=3A的金属棒。求: (1)匀强磁场的磁感应强度大小; (2)导体棒对斜面的压力大小。

【答案】

88.如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=370

,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好,导体棒与金属导轨接触的

两点间的电阻R,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。已知sin370=0.60,cos370

0=2.5Ω=0.80,求:

(1)通过导体棒的电流;

(2)导体棒受到的安培力大小; (3)导体棒受到的摩擦力大小。

如图甲所示,在倾角300

的绝缘斜面上,固定一宽L0.25m的平行金属导轨,在导轨上端接

入电源和滑动变阻器R,电源电动势E12V,内阻r1,一质量m20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好,整个装置处于磁感应强度B=0.80 T,垂直于斜面向上的匀强磁场中.金属导

113.金属棒所受到的安培力.

114.通过金属棒的电流.

115.滑动变阻器R接入电路中的阻值.

34.(2009·合肥一中二模)

在匀强磁场中有一用相同材料制成的导体框abc,b为半圆弧的顶点.磁场方向垂直于导体框平面向里,在ac两端接一直流电源,如图所示,则( )

A.导体框abc所受安培力的合力为零

B.导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向上 C.导体框abc所受安培力的合力垂直于ac向下 D.导体框abc的圆弧段所受安培力为零

48.如图所示,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∠abc=∠bcd=1350

。流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )

A.方向沿纸面向上,大小为(+1)ILB B.方向沿纸面向上,大小为(-1)ILB C.方向沿纸面向下,大小为(

+1)ILB D.方向沿纸面向下,大小为(

-1)ILB

44.如下图所示,匀强磁场中放着通入相同电流的几段导线(均在纸面内),AB间距离都相等,则受力的情况是:

A.图(a)受力最小 ,方向向上 B.图(b)受力最小,方向向右 C.图c)受力最小 ,方向向上 D.各图受力一样

范文八:第四节磁场对通电导线的作用力

2015—2016学年度高二物理导学案 使用时间:12.8 编制:李西祥 组长:王永华 年级:高二

第四节 磁场对通电导线的作用力

【学习目标】

1、认识安培力。

2、会判断安培力的方向。

3、会计算匀强磁场中的安培力的大小。

预习案

1、安培力:磁场对 的作用力通常称为安培力。

2.通电导线在磁场中所受安培力的方向可以用 定则来判定:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指 ,并且都跟手掌 ,把手放入磁场中,让磁感线 ,并使伸开的 指向 方向,那么, 所指的方向,就是通电导线在磁场中的 方向。

预习自测:.关于安培力的说法中正确的是( )

A.通电导线在磁场中一定受安培力的作用

B.安培力的大小与磁感应强度成正比,与电流成正比,而与其他量无关

C.安培力的方向总是垂直于磁场和通电导线所构成的平面

D.安培力的方向不一定垂直于通电直导线

我的疑惑:

探究案

探究一、 安培力的方向

第1 页 共 4 页

班级: 小组: 姓名: 评价:

左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指

垂直,并且跟手掌在同一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入

手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么,拇指所指的方向,就是通电

导线在磁场中的受力方向,如图.

请同学们伸出左手认真体会左手定则,小组内讨论总结安培

力,磁感应强度,电流三者方向的空间关系。

结论:

常识准备: “⊙”表示电流垂直纸面向外,“

”表示电流垂直纸面向里。“×”表示磁感线垂直纸面向里,“●”表示磁感线垂直

纸面

向外。 练习一、画出下列通

电导体所受安培力的方向。

练习二、画出下列通电导线中的电流方向。

练习三、垂直放在磁场中的通电导线如图放置,并已标明电流强度、磁感应强度、

安培力三个量中的其中两个物理量的方向,试标出第三个物理量的方向

第 2页 共 4 页

班级: 小组: 姓名: 评价:

探究二、 安培力的大小

1、由磁感应强度B的定义式可得电流与磁场垂直时安培力的大小F=

2、电流与磁场平行时安培力的大小F=

3、磁场与电流方向夹角为时,F=

对公式的理解:

练习四:在一根长为0.2 m的直导线中通入2 A的电流,将导线放在磁感应强度为0.5

T的匀强磁场中,则导线受到的安培力的大小可能是( )

A.

0.4 N B.0.2 N

C.0.1 N D.0

训练案

1

、根据已知的两个量的方向,标明第三个量的方向。

F

B

F B E D

第 3页 共 4 页

C F

班级: 小组: 姓名: 评价:

2、 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向

e f g h

3、 将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁

场的方向如图所示,已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受

安培力的大小。

我(4)

的收获:

第 4页 共 4 页

范文九:磁场对通电导线的作用力习题1

第1节探究磁场对电流的作用

一、 单选题

1. 在图中,标出磁场B的方向,通电直导线中电流I的方向,以及通电直导线所受磁场力F的方向,其中正确的是 [ ]

2. 通电螺线管内有一在磁场力作用下面处于静止的小磁针,磁针指向如图所示,则 [ ]

A.螺线管的P端为N极,a接电源的正极 B.螺线管的P端为N极,a接电源的负极

C.螺线管的P端为S极,a接电源的正极 D.螺线管的P端为S极,a接电源的负极

3. 关于磁感线的描述,错误的是 [ ]

A.磁感线是表示磁场强弱和方向的曲线 B.磁感线是闭合的曲线

C.任意两条磁感线都不能相交 D.自由的小磁针在磁场作用下,将沿磁感线运动

4. 如图所示为两根互相平行的通电直导线a,b的横截面图,a,b中的电流方向已在图中标出,那么导线a中的电流产生的磁场的磁感线环绕方向及导线b所受的磁场力的方向分别是[ ]

A.磁感线顺时针方向,磁场力向左 B.磁感线顺时针方向,磁场力向右

C.磁感线逆时针方向,磁场力向左 D.磁感线逆时针方向,磁场力向右

5. 如图所示, 在水平放置的光滑绝缘杆ab上, 挂有两个相同的金属环M和N.当两环均通以图示的相同方向的电流时,分析下列说法中,哪种说法正确 [ ]

A.两环静止不动 B.两环互相靠近 C.两环互相远离 D.两环同时向左运动

6. 一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬挂于a、b两点.棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通有电流,方向从M流向N

,此时悬线上有拉力.为了使

拉力等于零,可 [ ]

A.适当减小磁感应强度 B.使磁场反向 C.适当增大电流强度 D.使电流反向

7. 如图所示,载有恒定电流的闭合弹簧线圈环套在条形磁铁的中心位置,则 [ ]

A. 环受沿半径向外的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增大倾向

B. B. 环受沿半径向外的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾向

C. C. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有增大倾向

D. D. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的磁通量有减小倾向

8. 如图所示,一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N极这一端,当在线圈中通以图示方向的电流I时,则 [ ]

A.线圈圆面将有被拉大的倾向

B.线圈圆面将有被压小的倾向

C.线圈将向上平移

D.线圈将向S极一端平移

9. 如图,四个相同的矩形线圈,通以相同的电流,同时放在匀强磁场内,线圈平面都与磁场平行,所不同的只是各线圈的转轴OO'位置不同,下面说法正确的是

[ ]

A.C所受力矩最大

B.b所受力矩最小

C.四个线圈所受力矩各不相同

D.四个线圈所受力矩相同

二、 填空题

1. 一面积为S的长方形线圈从图所示的位置在磁感应强度为B的匀强磁场中

转动(转轴与磁场方向垂直)了60°的瞬时,穿过线圈的磁通量F=____.

2. 如图所示,一粗细均匀、重1N的金属丝ab,两端用相同的轻弹簧挂起(弹

簧下端与金属丝绝缘),放在一方向垂直于纸面向里的匀强磁场(匀强磁场的

范围足够大)中,若在金属丝中通入大小为I、方向自a至b的电流,此时所

受安培力的大小为0.5N,金属丝下降1mm;若改在金属丝中通入大小仍为I但

方向自b至a的电流,金属丝应下降_______mm.

3. 如图,通电导线ab紧靠着竖直导轨恰能匀速下滑,已知ab和导轨间的摩擦

系数为0.50,匀强磁场方向竖直向上,ab质量为0.010kg,则通过ab的电流方

向为______,ab受的磁场力为__________(g取10m/s2)

4. 如图所示,正方形线框每边长为L,每边质量为m,可绕z轴自由转动,由

于线框通入电流而转至图中虚线位置,线框平面和竖直方向夹角为a,

设线框中

电流强度为I,方向为逆时针方向,则与y轴平行的磁场的磁感应强度的方向为______,大小为____.

5. 如图所示,有一正方形线框边长为0.4m , 线框平面和匀强磁场的磁感

线夹角为30°, 现已知线框内磁通量为0.2Wb , 则磁场的磁感应强度为

B=____T.当线框平面以O为轴逆时针旋转30°时,线框内磁通量的变化量

为 △=_______________Wb.当线框平面由初始位置逆时针旋转180°时,线框内磁通量的变化量为△'=__________________Wb.

三、 多选题

1.关于样感应强度,下列哪些说法是正确的 [ ]

A.一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方,它受到的磁场力一定为零

B.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用,则该处的磁感应强度一定为零

C.磁场中某处的磁感强度跟放在那里的一小段通电导线的电流强度有关系

D.磁感应强度的方向一定跟磁场力的方向垂直,但不一定跟电流方向垂直

2. 关于磁场和磁感线的描述,下列说法中正确的是: [ ]

A.磁感线从永久磁铁的N极发出指向S极,并在S极终止

B.任何磁场的磁感线都不会相交

C.磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向

D.匀强磁场的磁感线平行等距,但这只是空间磁场内局部范围内的情况,整体的匀强磁场是不存在的

3. 彼此绝缘、互相垂直放置的两通电直导线中电流方向如图所示,在两导线周围空间磁场较强的区域在 [ ]

A.Ⅰ区 B.Ⅱ区 C.Ⅲ区 D.Ⅳ区

4. 如图所示,四个放在匀强磁场中的通电线圈,能够由图示位置开始绕转动轴OO'发生转动的是

[ ]

5. 关于安培力的方向,下列说法正确的是 [ ]

A.安培力F的方向不总是垂直于由I与B所构成的平面\par B.安培力F

的方向由I的方向和B的方向共同决定

C.如果I和B其中一个量的方向变为原来方向的反方向;则安培力F的

方向也变为原来方向的反方向

D.若I和B两个量的方向都变为原来方向的反方向, 则安培力F的方向

不变

6. 如图,a、b、c、d是四根长度相等、等间距地被固定在同一竖直平面

上的通电长直导线,当它们通以大小相等、方向如图的电流时,各导线所

受磁场力的合力情况是 [ ]

A.导线a的受力方向向左 B.导线b的受力方向向左

C.导线c的受力方向向左 D.导线d的受力方向向右

7. 如图,一条形磁铁放在水平桌面上,在它的正中央上方固定一直导线,

导线与磁铁垂直,若给导线通以垂直于纸面向里的电流,则

[ ]

A.磁铁对桌面的压力增大 B.磁铁对桌面的压力减少

C.桌面对磁铁没有摩擦力 D.磁铁所受的合力不变

8. 如图所示, 空间各处都有匀强磁场, 将一导线AO放在XOY面上通以电

流I, 导线与OX夹角为45°.已知AO导线受的磁场力方向沿Z轴的负方

向 .若将此导线改放在OZ轴上,并通以沿ZO方向的电流,这时导线受的

磁场力方向沿X轴正向,则磁场方向可能是 [ ]

A.沿X轴正方向 B.沿Y轴正方向

C.沿Z轴正方向 D.与AO不垂直

四、 计算题( 10分 )

如图所示, 光滑的U形导电轨道与水平面的夹角为q, 空间有一范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场,一质量为m的光滑裸导体棒ab恰能静止在导轨上,试确定图中电池的正负极并求导体中的电流所受磁场力的大小(当地的重力加速度为g).

一、 单选题

1. C 2. B 3. D 4. B 5. B 6. C 7. C 8. C 9. A 10. D

二、 填空题

1. 0.5BS 2. 3 3. b→a;0.2N 4. y轴正向;2mgtga/IL

5. 2.5; 0.146; 0.4

三、 多选题

1. AD 2. B、C、D 3. BD 4. CD 5. BCD 6. ACD 7. ACD 8. BD

四、 计算题

1. 只有当d为正极、c为负极时ab棒才可能静止.对ab棒进行受力分析,由平衡条件可得F磁=mgtgq.

范文十:磁场对通电导线的作用说课稿

磁场对通电导线的作用 说课稿(最新)

尊敬的评委老师,亲爱的同学们,大家好。我是x组x号选手,今天我要说课的题目是磁场对通电导线的作用。我的说课内容将从教材分析,学情分析,教学目标等六个方面来进行。

说教材,本教材是选自人教版高中物理选修1—1第二章第三节的内容;本节内容是对电流的磁场的扩展 ;也为磁场对运动电荷的作用奠定基础。新课标要求从学生探究安培力的大小展开,通过比值定义法得出磁感应强度定义。磁感应强度这个知识点在磁场这一章中乃至整个电磁学中占有重要的地位。因此本节课的重点是通过探究得出安培力的计算公式和磁感应强度的定义。

而我所面对的学生是高二年级的学生,他们学习了电场及电流周围存在着磁场等基础知识,知道研究场性质的方法。具有一定的形象思维能力、较强的活动探究欲望及学习情趣和兴趣。对电动机的转动原理不够了解;对实验的探究方法和环节把握还不够成熟。因此我将本节课的难点定为引导学生探究以及定义磁感应强度的概念。

根据新课程提出的三个维度教学目标:即1、知识与技能2、过程与方法3、情感态度与价值观。结合本节内容的特点,我以情感态度与价值观目标的实现为例,通过实验探究使学生体会到探究自然规律的艰辛与喜悦,了解科学的发现需要勤奋的努力,还需要严谨的科学态度。培养学生用物理原理和研究方法解决实际问题的意识。

要想课堂教学充满活力,就需要丰富的教学资源。本节课我准备的实验有意念螺丝,乌纱帽,舞动锡纸球等。结合教师采用实验演示法,讲授法,实验探究法,引导学生使用观察,分析,类比等方法,学习本节课的内容。

为了更好的实现教学三维目标,我将教学过程设计如下:新课导入,讲授新课,课堂小结,课后实践四个方面。充分突出教师为主导,学生为主体的教学理念。

首先是新课导入,由提问出发,让学生观察教师在不用手拧螺母的情况下,让螺母带动风车纸片旋转。充分激发学生的求知欲,让学生产生认识的冲突。从而进入新课教学。

然后讲授新课,由奥斯特的生平故事出发,通过复习电流磁效应的知识,引导学生思考磁场对通电导线是否有作用力。并利用实验确定安培力的概念。

接着通过类比剖析电场力的公式让学生猜想影响安培力的因素,再演示锡箔天桥的实验,将安培力的探究定为在磁场和通电导线垂直时,最后由教师引导学生利用控制变量法自主使用锡箔天桥探究,得出结论。

紧接着,由逻辑推理,结合版画,让学生得出安培力与电流大小,通电导线有效长度的乘积成正比。并且类比电场强度的定义得出磁感应强度的定义,最后推出安培力的公式。

物理来源生活也造福于人类,生活中有许多安培力的应用,在生活应用中引入“动圈式扬声器”和“自制电动机”,让学生体验到安培力在生活中的魅力。

课堂小结,教师解释课前魔术“意念螺丝”的秘密,让学生对本节课所学知识的巩固有事半功倍的效果。

课后实践,力有两要素,教师演示电动机小模型实验,让学生思考为什么改变电流方向后,电动机的转动方向也发生了改变呢?

以下是我的板书设计,逻辑要点式板书内容清晰明了,板面整洁。