高中物理第三章磁场第三节探究安培力教学案粤教版1

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高中物理3.3探讨安培力学案粤教版选修3-1

第三节探讨安培力1．通过实验熟悉安培力，会用左手定则判断安培力的方向，会计算匀强磁场中安培力大小．2．理解磁感应强度的概念，会用磁感应强度的概念式进行有关计算．3．知道磁通量，能计算穿过某面积的磁通量．1．磁场对电流的作使劲称为安培力．2．安培力方向：用左手定则判定：张开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，而且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使张开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向．3．磁感应强度：物理学规定，当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度．概念式：B＝FIL．4．磁场方向：小磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称为磁场方向．5．匀强磁场：在磁场的某个区域内，若是各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域内的磁场叫匀强磁场．在匀强磁场中，磁感线是一组平行且等间距的直线．6．磁通量．(1)概念：磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量．(2)概念式：Φ＝BS．安培力综合分析F＝BLI sin α(α为B、L间的夹角)，高中只要求掌握α＝0(不受安培力)和α＝90°两种情况．如图所示，一根长为0.2 m的金属棒放在倾角为θ＝37°的滑腻斜面上，并通以I＝5 A 电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度为B ＝ T ，竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？解析：金属棒受力如图所示，由平衡条件得：沿斜面方向有：F cos θ＝G sin θ，①棒所受的磁场力为：F ＝BIL ，②由①②解得棒的重力为：G ＝BIL cos θsin θ＝ N.答案： N总结：安培力是通电导体受的磁场力，从力学角度分析，对通电导体仍可借助定律、功能关系等力学规律分析．一、单项选择题1．磁感应强度的单位是特斯拉(T)，与它等价的是(A )2.如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)(A) A．顺时针转动，同时下降B．顺时针转动，同时上升C．逆时针转动，同时下降D．逆时针转动，同时上升解析：画出蹄形磁铁的两条磁感线，在磁感线与电流相交处别离取一小段电流，如图中的BC、AD两段，由左手定则可知，AD段受安培力垂直纸面向外，BC段受垂直纸面向里的安培力，故导线将绕轴线OO′顺时针旋转(俯视)．当导线转动90°时(特殊位置法)，由左手定则可知，导线受向下的安培力作用，所以导线在顺时针转动的同时还向下运动．3．下图中磁感应强度B，电流I和安培力F之间的方向关系错误的是(D)解析：按照左手定则，F必然垂直于I和L，D项错误．4．一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是(C)A．若是B＝2 T，F必然是1 NB．若是F＝0，B也必然为零C．若是B＝4 T，F有可能是1 ND．若是F有最大值时，通电导线必然与B平行解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0<F<BIL，A、D两项不正确，C项正确；磁感应强度是磁场本身的性质，与受力F无关，B不正确．二、不定项选择题5．如图所示，两根间距为d的平行滑腻金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°.金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab恰益处于静止状态．要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的办法是(B)A．减小磁感应强度BB ．调节滑动变阻器使电阻减小C ．增大导轨平面与水平面间的夹角θD ．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变解析：对金属杆受力分析，沿导轨方向：BEdR－mg sin θ＝0，若想让金属杆向上运动，则BEd R 增大，A 项错误；电阻减小，BEdR增大，则B 项正确；若增大θ，则mg sin θ增大，C 项错误；若电流反向，则金属杆受到的安培力反向，D 项错误．6．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．在如下图所示的A 、B 、C 、D 四个图中，杆与导轨间的摩擦力必然不为零的是(CD )解析：对通电杆进行受力分析如下：按照平衡条件可以判断出C 和D 必然受到摩擦力的作用，正确选项为C 、D.此题要求考生能够对通电杆进行正确的受力分析，并按照平衡条件进行判断．7．首先对电磁作使劲进行研究的是法国科学家安培．如图所示的装置，可以探讨影响安培力大小的因素，实验中若是想增大导体棒AB 摆动的幅度，可能的操作是(BC )A ．把磁铁的N 极和S 极换过来B ．增大通过导体棒的电流强度IC ．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条D ．改换磁性较小的磁铁解析：安培力的大小与磁场强弱成正比，与电流强度成正比，与导线的长度成正比，B 、C 正确．8．(2013·长春高三检测)关于电场线和磁感线的说法正确的是(ACD ) A ．电场线和磁感线都是利用疏密表示场的强弱的 B ．电场线是客观存在的，而磁感线是不存在的 C ．静电场的电场线是不闭合的，而磁感线是闭合的曲线 D ．电场线和磁感线都不可能相交三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必需明确写出数值和单位)9.如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L ＝0.25 m 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 ＝12 V ，内阻r ＝1 Ω，一质量m ＝20 g 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 ＝ T ，垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是滑腻的，取g ＝10 m/s 2，要维持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力； (2)通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器R 接入电路中的阻值．解析：(1)金属棒静止在金属轨道上受力平衡，F 安＝mg sin 30°，得出F 安＝ N. (2)由F 安＝BIL ，得I ＝F 安BL，代入数据得I ＝0.5 A. (3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R 0，按照闭合电路欧姆定律得：E ＝I (R 0＋r )，解得R 0＝EI－r ＝23 Ω.答案：(1) N (2)0.5 A (3)23 Ω10．如图所示，滑腻的平行导轨倾角为θ，处在竖直向下匀强磁场中，导轨中接入电动势为E 、内电阻为r 的直流电源，电路中除电阻R 外其余电阻不计；将质量为m 、长度为L 的导体棒放在平行导轨上恰好能够处于静止状态，求磁感应强度B .解析：以导体棒为研究对象，对其受力分析如图所示，可得：BIL ＝mg tan θ，I ＝ER ＋r，解得：B ＝mg （R ＋r ）tan θEL.答案：mg （R ＋r ）tan θEL11．如图所示，PQ 和MN 为水平、平行放置的金属导轨，相距L ＝1 m ，导体棒ab 跨放在导轨上，棒的质量为m ＝0.2 kg ，棒的中点用细线经滑轮与物体相连，物体的质量M ＝0.3 kg ，棒与导轨的动摩擦因数μ＝，匀强磁场的磁感应强度B ＝ T ，方向竖直向下，为使物体匀速上升，应在棒中通入多大的电流？方向如何？(g 取10 m/s 2)解析：对导体ab ，由平衡条件得：F N －mg ＝0，BIL －f －F ＝0，对物体，由平衡条件得：F －Mg ＝0，又f ＝μF N ，联立以上四式解得I ＝20 A ，由左手定则知电流方向应为由b 到a . 答案：20 A 从b 流向a12．如图所示，在与水平方向成60°的滑腻金属导轨间连一电源，在相距1 m 的平行导轨上放一重力为3 N 的金属棒ab ，棒上通以3 A 的电流，磁场方向竖直向上，这时棒恰好静止．求：(1)匀强磁场的磁感应强度B ； (2)ab 棒对导轨的压力．解析：先将原图改画为侧视图，对导体棒受力分析，如图所示，导体棒恰好能静止，应有：N x ＝F 安；N y ＝G ；因为tan 60°＝N xN y，所以F 安＝tan 60°，N y ＝3G ；又F 安＝BIL ；所以：(1)B ＝F 安IL ＝3G IL ＝333×1T ＝ 3 T. (2)导体棒对轨道的压力与轨道对棒的支持力N 大小相等．N ＝N y cos 60°＝Gcos 60°＝2G ＝6 N.答案：观点析。

高中物理第三章磁场3.3探究安培力知识导学案粤教版选修3-1

第三节探究安培力问题探究安培最有影响的科学工作是在电磁学领域，他在得知奥斯特的实验后，第二天就开始实验，并有了新的发现.其中，安培做了通电平行导线间相互作用的实验，如图3-3-1所示，我们可以得到这样的简单结论：若电流方向相同，两导线相互吸引；若电流方向相反，两导线相互排斥.请你根据上述结论判断下面的实验现象：把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它下端刚好跟杯中的水银面接触，并使它组成如图3-3-2电路，当开关接通后看到的现象是什么？图3-3-1图3-3-2答案：弹簧上下跳动.每条螺旋弹簧的电流方向一致，所以通电时相互吸引，吸引时触点与水银面分离而断电，断电后又失去吸引，触点重新与水银面接触，如此反复.自学导引1.通过实验可以发现，垂直放入磁场的通电导线所受的磁场力不仅跟其中的__________有关，而且跟导线的__________有关.导线长度一定时，__________越大，导线受到的磁场力越大；电流一定时，导线__________，导线受到的磁场力越大.答案：电流长短电流越长2.磁感应强度的定义是：___________________.答案：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，所受的磁场力跟电流和导线长度的乘积的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度3.磁感线的疏密表示___________________，磁感线密集的区域，磁感应强度___________________，磁场较___________________;磁感线稀疏的区域磁感应强度___________________，磁场较___________________.答案：磁场的强弱大强小弱4.如果在磁场中的某一区域，磁感应强度的___________________，这个区域的磁场就叫做匀强磁场.匀强磁场的磁感线间距___________________.答案：大小和方向处处相同相等且平行5.磁感应强度在数值上等于___________________________，因此磁感应强度又被称为______________，用______________作单位.答案：穿过垂直磁感应强度的单位面积上的磁通量磁通密度Wb/m2疑难剖析磁感应强度只决定于磁场本身【例1】下列关于磁感应强度大小的说法正确的是( )A.磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定：把一小段通电导线放在该点时受到磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值表示该点的磁感应强度B.通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C.通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大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解析:磁场中某点的磁感应强度只由磁场本身决定，与通电导线的受力无关，所以B不正确.通电导线在磁场中的受力不仅与磁感应强度有关，还跟导线的位置取向有关，若通电导线与磁场方向平行，则无论怎样安培力均为零，所以A、C不正确，只有D正确.解答:D温馨提示：(1)磁场中某点的磁感应强度只由磁场本身决定，与通电导线的受力无关.(2)通电导线在磁场中的受力不仅与磁感应强度有关，还跟导线的位置取向有关.安培力方向的判断及计算【例2】如图3-3-3所示，把一根通电的直导线放在蹄形磁铁的两个磁极上方，设导线可以自由地沿各个方向移动或转动，如电流的方向从左向右，那么在磁场力的作用下导线将怎样运动？图3-3-3图3-3-4解析:分析通电直导线受到的磁场方向，关键要确定它所在处的磁场方向，画出导线所在处的磁场如图3-3-4所示，通电导线在蹄形磁铁的磁场中，导线左端有向上的磁感应强度分量，右端有向下的磁感应强度分量.由左手定则可知，导线左端所受磁场力垂直纸面向外，右端所受磁场力垂直纸面向内，直至转到与磁场垂直为止.由于此时导线仍在磁场中，受到向下的磁场力作用，所以，导线的实际运动是一边逆时针转动一边下落（俯视）.【例3】如图3-3-5所示，质量为m、电阻为R的导体棒ab放在与水平面夹角为θ的倾角金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为Ｂ，电池内阻不计.图3-3-5若导轨光滑，电源电动势E 多大才能使导体棒静止在导轨上？图3-3-6解析:将图335所示的空间立体图改画为图 3-3-6 所示的侧视图.选ab 棒为研究对象，它受到重力mg 、导轨支持力N 和安培力F ；根据平衡条件有F -N sin θ=0N cos θ-mg =0 其中d R E B BId F == 以上三式联立，解得电源电动势为 BdR mg E •=θtan . 磁通量的计算【例4】如图3-3-7所示，两同心圆环a 和b ，处于同一平面内，a 的半径小于b 的半径，一条磁铁的轴线通过圆心且与圆环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量Φa 与Φb 的大小关系是 … ( )图3-3-7A.Φa >ΦbB.Φa <ΦbC.Φa =ΦbD.无法比较解析：磁感线是封闭曲线，磁铁内部集中的磁感线条数与外部所有的磁感线条数之和应相等，穿过a 和b 圆环的磁感线既有磁铁外部磁感线又有磁铁内部磁感线.由于a 环的半径较小，面积较小，故穿过a 环的外部磁感线条数少，但穿过a 、b 两环的内部磁感线条数相等，而沿相反方向同时穿过同一面积的磁通量是相互抵消的，故抵消的条数少，即穿过a 环的磁感线条数多，由此可知Φa >Φb .答案:A拓展迁移电磁炮根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图338，把待发射的炮弹（导体）放置在强磁场中的两平行导轨上，给导轨通以大电流，使炮弹作为一个载流导体在磁场作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去.试判断图中炮弹的受力方向，如果想提高某种电磁炮的发射速度，理论上可怎么办？图3-3-8解析：应用安培力和动能定理就可以很轻松地解决这个问题.由左手定则，炮弹的受力方向向右，安培力大小F=BIL ，由动能定理（我们忽略一切阻力作用）：mBILs m Fs v mv s F 222122==⇒=• 故要提高电磁炮的发射速度，可增大磁感应强度、增大电流、延长导轨.。

粤教版高中物理选修3-1第三章磁场第03节探究安培力教学课件

磁场掌心进四指电流拇指力
练习：请判断出下图安培力的方向
I
B
二、安培力的大小
【猜想】影响安培力大小的因素
①磁场的强弱 ②电流的大小 ③电流的长度
二、安培力的大小
I
I
F
F
I
F
I
电子天平
二、安培力的大小
实验结论：在磁场一定的情况下
F ∝IL
F
F2
(2) (1)
F1
0
IL
IL
思考：图象中的斜率反映怎样的物理意义？
3.3 探究安培力
安培力——磁场对电流的作用力
一、安培力的方向
【猜想】安培力的方向与哪些因素有关？
实验验证
一、安培力的方向
左手定则——伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
口诀：
匀强磁场——如果磁场的某一区域里，磁感应强度的
大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场。
B B
当电流与磁场平行时 , F=0 当电流与磁场成一定夹角时 , 0<F<BIL
例题1：请判断下列说法是否正确
1.根据B=F/IL,磁感应强度随着通电导线的电流增大而减小 2.若B=0，则安培力也为零 3.若通电导线受到的安培力为零，则B也为零 4.B的方向与小磁针受力方向相同 5.B的方向与通电导线所受安培力方向相同
电场
F
0
q
E
F q
磁场
F
0
IL
B F IL
磁感应强度——描述磁场强弱和方向的物理量。
物理学规定：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导

【精品】高中物理第三章磁场第三节探究安培力教学案粤教版选修3_1

第三节探究安培力1.磁场对通电导线的作用力称为安培力，安培力的方向由左手定则判定。

2．当磁感应强度与导线方向垂直时，安培力最大，为F＝BIL。

当磁感应强度与导线方向平行时，安培力为零。

3．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，其定义式为B＝FIL。

4．磁通量表示垂直穿过某个面的磁感线的条数Φ＝BS。

一、安培力的方向1．安培力定义物理学上把磁场对电流的作用力叫安培力。

2．方向判定用左手定则判断安培力的方向：伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并与手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电导线在磁场中的受力方向。

如图331所示。

图331二、安培力的大小1．磁感应强度(1)定义：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度。

(2)定义式：B＝FIL 。

(3)单位：特斯拉，符号T,1 T ＝1N A·m。

(4)磁感应强度是矢量，既有大小，又有方向，当空间中同时存在几个不同强弱和方向的磁场时，合磁场的磁感应强度等于各个磁场在同一处产生的磁感应强度的矢量和。

(5)与磁感线的关系： ①磁感线上每一点的切线方向都与该点磁感应强度的方向一致。

②磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小。

2．匀强磁场(1)定义：在磁场的某一区域，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场。

(2)产生：距离很近的两个异名磁极之间；通电螺线管内中间部分。

3．安培力的大小(1)当通电直导线与匀强磁场方向垂直时，安培力最大为F ＝BIL 。

(2)当通电直导线与匀强磁场方向平行时，安培力等于零。

(3)当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培力介于BIL 和零之间。

三、磁通量1．概念(1)定义：在匀强磁场中，磁感应强度B 与一个垂直于磁场方向的面积S 的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量。

(2)公式：Φ＝BS 。

物理粤教版高二年级选修3-1第三章第3节探究安培力教学设计1

高中物理粤教版教材高二年级选修3-1第三章第３节《探究安培力》教学设计一、教学目标：1、知识与技能：(1)通过实验认识安培力．知道什么是安培力．会计算匀强磁场中安培力的大小．(2)会判断安培力的．知道并能应用左手定则．(3)理解磁感应强度的定义，知道磁感应强度的单位．会用磁感应强度的定义进行有关计算．(4)知道用磁感线的疏密程度可以形象地表示磁感应强度的大小．知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线是分布均匀的平行直线．(5)知道磁通量的定义，能计算简单情况下的磁通量．2、过程与方法：(1)经历安培力方向的探究过程，认识科学探究活动在物理学研究中的重要意义．(2)观察探究安培力大小的演示实验，了解物理学的研究方法．(3)了解磁感应强度定义的思路，重温比值定义法．3、情感与价值观：通过对安培力规律的探究活动，培养学生尊重事实、实事求是的科学态度二、教材分析：教材中给出安培力的定义，同时指出安培的相关贡献．然后探究安培力的方向规律，给出了左手定则．探究安培力的大小规律并引入磁感应强度的定义．最后引入了磁通量．教材中强调了:三、重点、难点(1)掌握左手定则（重点）．(2)理解磁场对电流的作用大小的决定因素，掌握电流与磁场夹角为θ时，安培力大小为θF=（重点）．sinBIL(3)左手定则的理解及其实际应用(难点)四、教具学具准备铁架台、蹄形磁铁、线圈、电键、电动机模型各1个，电池2个，导线数条五、教学步骤引入：【教师说明】奥斯特发现通电电流周围能产生磁场，法国物理学家安培在研究磁场对电流的作用力方面作出了杰出的贡献，今天我们学习的内容就是关于安培力方面的规律．【教师演示】【教师演示】大家观看电动机模型，它主要由一个永久磁铁和一个线圈组成，下面我给电动机通电，大家注意观察．现象：电动机模型通电，线圈转动【教师演示】下面改变电流方向，大家再认真观察．现象：线圈转动方向改变【教师提问】为什么电流方向发生变化线圈的转动方向也会发生变化呢？学完这节课的内容，大家就能解释了．【教师】在前面的学习中我们已知道，磁场对通电导线有力的作用，这个力就是安培力．【教师提问】哪个同学能回答一下安培力的大小及其适用条件？【学生回答】F =BIL适用条件：1）匀强磁场2）导线与磁场垂直1、安培力的大小：【教师提问】我们知道导线与磁场垂直时F=BIL,那么大家有没有想过其他情况下导线所受安培力又如何呢？【学生解说其思考过的内容】【教师归纳】1）当I ⊥ B ， F=BIL2）当I // B ， F=03）当I 与B 有夹角θ时，F=BIL sin θ，（此时可将B 分解成与导线垂直的分量B ⊥和与导线平行的分量B ∥ ，其中B ⊥＝Bsin θ，B ∥＝Bcos θ,而B ∥不产生安培力，导线所受安培力只是B ⊥产生的，因此可得F=BILsin θ）2、安培力的方向：安培力是矢量，不仅有大小，也有方向，其大小我们已经认识了，下面我们来了解一下它的方向．【教师提问】你们认为导线所受安培力应该与何因素有关？【学生讨论思考后回答】应该与磁场方向和电流方向有关．【教师】下面大家两个人一组进行实验，按照自己设计探究方案探究通电导线所受安培力的方向，并归纳总结其规律．请两位同学上来为其他同学演示其探究方案，并归纳总结．演示实验时，教师可提醒其应注意一下两个问题：① 改变磁场方向，观察受力方向是否改变．② 改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变．【学生归纳总结】安培力的方向既跟磁场方向有关，又跟电流方向有关【教师小结】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．引入例子：以课室一墙角为例，形象说明磁场方向、电流方向和导线受力方向的关系．【练习】左手定则的应用：【练习小结】从上面的练习中我们知道，电流方向、磁场方向和安培力方向三者只要任意知道其中两个，第三个物理量的方向可用左手定则判断出来．【思考讨论】下面大家解释一下为什么电动机的电流方向发生变化，线圈运动方向也跟着发生变化？【学生回答】因为线圈在磁场中所受安培力的方向与电流方向有关，当磁场方向不变电流方向发生变化时，线圈受力方向随之发生了变化．3、磁通量：磁通量是磁感应强度B 与面积S 的乘积；也可以用穿过面积的磁感线条数表示．【教师提问】磁通量S B ⋅=φ中的S 是指线圈的面积吗？【学生讨论思考后回答】是【教师演示】其实式中的S 应该指的是线圈沿磁感线方向的投影面积．因此式子应该理解为⊥⋅=S B φ4{ 安培力的方向：方法：左手定则推论：安培力总是垂直于B 和I 决定的平面安培力的大小：F=BILsin θ(θ为B 与I 的夹角。

高中物理第3章磁场第3节探究安培力教案粤教版选修3_1.doc

第三节探究安培力[学习目标] 1.[科学思维]知道安培力的概念，会用左手定则判断安培力的方向，会用公式F＝BIL计算安培力的大小．(重点、难点) 2.[物理观念]理解磁感应强度的定义，掌握磁感应强度的方向，会用磁感应强度的定义式进行有关的计算．(重点) 3.[物理观念]知道匀强磁场以及匀强磁场的磁感线分布特点．(重点) 4.[物理观念]知道磁通量的概念，会根据公式Φ＝BS计算磁通量．一、安培力及其方向1．安培力：磁场对电流的作用力．2．安培力方向的判断(1)安培力的方向可用左手定则判断．(2)左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内．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的方向，那么，大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．(如图所示)二、安培力的大小及磁感应强度1．安培力大小通电导线在同一磁场中受到的安培力大小与I和L的乘积成正比，表达式为F＝BIL．2．磁感应强度(1)定义：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值．(2)公式：B＝FIL．(3)单位：特斯拉，简称：特，符号：T．(4)方向：某处的磁感应强度方向为该处的磁场方向．(5)与磁感线的关系磁感应强度和磁感线是一致的，磁感线上每一点的切线方向与该点磁感应强度方向一致，磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，这样就可从磁感线的分布情况形象地看出磁感应强度的方向和大小．3．匀强磁场磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场．三、磁通量 1．概念(1)定义：在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，平面的面积为S ，则磁感应强度B 与面积S 的乘积，叫做穿过这个面的磁通量．(2)公式：Φ＝BS ．(3)单位：韦伯，简称韦，符号Wb.1 Wb ＝1 T·m 2. 2．意义：磁通量的多少表示穿过这一面积的磁感线条数．3．磁通密度：由Φ＝BS 知B ＝ΦS.磁感应强度B 在数值上等于穿过垂直磁感应强度的单位面积上的磁通量．1．正误判断(1)安培力的方向一定与电流方向、磁场方向均垂直．(√) (2)只有电流方向与磁场方向垂直时，通电导线才受安培力的作用． (×)(3)匀强磁场中磁感线是互相平行的直线． (√) (4)无论何种情况，电流受的安培力大小均为F ＝BIL . (×) (5)磁感应强度越大穿过单位面积的磁通量也越大．(×)2．如图所示，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( )A ．0B ．BILC ．B ILD ．IL BB [从图中可以看出，通电导线中的电流I 方向与磁场方向垂直，则导线所受安培力的大小F ＝BIL ，方向垂直纸面向外，故选B.]3.如图所示，半径为R 的圆形线圈共有n 匝，其中心位置处半径为r 的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面．若磁感应强度为B ，则穿过线圈的磁通量为( )A．πBR2B．πBr2C．nπBR2D．nπBr2B [磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为πr2，而并非πR2，故B项对．]磁感应强度的理解1．对磁感应强度的理解(1)在定义式B＝FIL中，通电导线必须垂直于磁场方向放置．因为磁场中某点通电导线受力的大小，除和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关．(2)磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质，与F、I、L无关．(3)磁感应强度的方向是磁场中小磁针静止时N极所指的方向．(4)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L应很短，IL称为“电流元”，相当于静电场中的“试探电荷”．2．磁感应强度B与电场强度E的比较磁感应强度B 电场强度E 物理意义描述磁场的性质描述电场的性质定义式共同点都是用比值法进行定义的特点B＝FIL，通电导线与B垂直，B与F、I、L无关E＝FqE与F、q无关方向共同点矢量，都遵从矢量合成法则不同点小磁针N极的受力方向，表示磁场方向放入该点的正电荷的受力方向，表示电场方向它受到的安培力为5.0×10－2 N．求：(1)这个位置的磁感应强度大小；(2)如果把通电导线中的电流增大到5 A时，这一位置的磁感应强度大小；(3)如果通电导线在磁场中某处不受安培力，是否能肯定在这里没有磁场？[解析] (1)由磁感应强度的定义式得B ＝F IL ＝ 5.0×10－22.5×1×10－2T ＝2 T. (2)磁感应强度B 是由磁场自身决定的，和导线的长度L 、电流I 的大小无关，所以该位置的磁感应强度还是2 T ．(3)如果通电导线在磁场中某处不受安培力，则有两种可能：①该处没有磁场；②该处有磁场，但通电导线与磁场方向平行．[答案] (1)2 T (2)2 T (3)不能肯定(1)在定义式B ＝FIL中，通电导线必须垂直于磁场方向放置，因为沿不同方向放置导线时，同一导线受到的安培力不相等．(2)磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场，这时L 应很短很短，IL 称为“电流元”，相当于静电场中电场强度公式E ＝F q中的“试探电荷”．(3)磁感应强度B 是用比值法定义的物理量，其大小只取决于磁场本身的性质，与F 、I 、L 无关，与磁场中有没有通电导线无关．[跟进训练]1．在匀强磁场中某处P 放一个长度为L ＝20 cm ，通电电流I ＝0.5 A 的直导线，测得它受到的最大磁场力F ＝1.0 N ，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场中撤走，则P 处磁感应强度为( )A ．零B ．10 T ，方向竖直向上C ．0.1 T ，方向竖直向下D ．10 T ，方向肯定不沿竖直向上的方向D [由B ＝F IL ，得B ＝10.5×0.2T ＝10 T.因为B 的方向与F 的方向垂直，所以B 的方向不会沿竖直向上的方向．]磁场的叠加【例2】如图所示，M 、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 为半圆弧的圆心，∠MOP ＝60°，在M 、N 处各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，这时O 点的磁感应强度大小为B 1.若将M 处长直导线移至P 处，则O 点的磁感应强度大小为B 2，那么B 2与B 1之比为( )A ．3∶1B ．3∶2C ．1∶1D ．1∶2B [依题意，每根导线在O 点产生的磁感强度为B 12，方向竖直向下，则当M 移至P 点时，两根导线在O 点形成的磁场方向成60°角，则O 点合磁感应强度大小为：B 2＝2×B 12×cos 30°＝32B 1，则B 2与B 1之比为3∶2.故选B.](1)熟练掌握各类磁场的特征及磁感线的分布规律．(2)磁感应强度为矢量，空间某点的磁感应强度为各场源在此点产生的磁感应强度的矢量和．[跟进训练]2.在磁感应强度为B 0、方向向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图所示，a 、b 、c 、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( )A ．b 、d 两点的磁感应强度相同B ．a 、b 两点的磁感应强度相等C ．c 点的磁感应强度的值最小D ．b 点的磁感应强度的值最大C [如图所示，由矢量叠加原理可求出各点的合磁场的磁感应强度，可见b、d两点的磁感应强度大小相等，但方向不同，A项错误；a点的磁感应强度最大，c点的磁感应强度最小，B、D项错误，C项正确．]安培力的方向和大小1．安培力方向的特点不论磁场方向和电流方向是否垂直，安培力的方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即安培力总垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面．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通电导线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通电导线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通电导线受到的磁场力的方向(1)对公式F＝ILB的理解①适用条件：直线电流I垂直于磁感应强度B时，方有F＝ILB②公式中的L指的是导线的“有效长度”，在B⊥I的前提下，弯曲导线的有效长度等于连接两端点直线的长度，如图．(2)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；导线与磁场方向斜交时，它所受的安培力介于0和最大值之间．4.若磁场和电流成θ角时，如图所示．可以将磁感应强度B正交分解成B⊥＝B sin θ和B∥＝B cos θ，而B∥对电流是没有作用的．F＝ILB⊥，即F＝ILB sin θ.【例3】如图所示，在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，环与磁场边界交点A、B与圆心O连线的夹角为120°，此时悬线的张力为F.若圆环通电，使悬线的张力刚好为零，则环中电流大小和方向是( )A．电流大小为3F3BR，电流方向沿顺时针方向B．电流大小为3F3BR，电流方向沿逆时针方向C．电流大小为3FBR，电流方向沿顺时针方向D．电流大小为3FBR，电流方向沿逆时针方向A [要使悬线拉力为零，则圆环通电后受到的安培力方向向上，根据左手定则可以判断，电流方向应沿顺时针方向，根据力的平衡F＝BI·3R，求得I＝3F3BR，故A正确，B、C、D错误．][跟进训练]训练角度1.安培力大小的计算3．如图所示，一根导线位于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，其中AB＝BC＝CD＝DE＝l，且∠C＝120°、∠B＝∠D＝150°.现给这根导线通入由A至E的恒定电流I，则导线受到磁场作用的合力大小为( )A．23BIl B．(2＋32)BIlC．(2＋3)BIl D．4BIlC [据题图和几何关系求得A、E两点间的距离为L等＝(2＋3)l.据安培力公式得F＝BIL 等＝(2＋3)BIl，故A、B、D错误，C正确．]训练角度2.安培力方向的判断4.如图所示，在平面直角坐标系中，a、b、c是等边三角形的三个顶点，三个顶点处分别放置三根互相平行的长直导线，导线中通有大小相等的恒定电流，方向垂直纸面向里．对于顶点c处的通电直导线所受安培力的方向，下列说法中正确的是( )A．沿y轴正方向B．沿y轴负方向C．沿x轴正方向D．沿x轴负方向B [等边三角形的三个顶点a、b、c处均有一通电导线，且导线中通有大小相等的恒定电流．由安培定则可得导线a、b的电流在c处的合磁场方向水平向右．再由左手定则可得安培力的方向是竖直向下，指向y轴负向．故B正确，A、C、D错误．]磁通量的理解和计算1．磁通量的计算(1)公式：Φ＝BS.适用条件：①匀强磁场；②磁感线与平面垂直．(2)在匀强磁场B中，若磁感线与平面不垂直，公式Φ＝BS中的S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积．因为S⊥＝S cos θ所以Φ＝BS cos θ式中S cos θ即为面积S在垂直于磁感线方向上的投影，我们称为“有效面积”(如图所示).2．磁通量的正、负(1)磁通量是标量，但有正、负，当磁感线从某一面上穿入时，磁通量为正值，磁感线从此面穿出时为负值．(2)若同时有磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁通量大小为Φ1，反向磁通量大小为Φ2，则穿过该平面的磁通量Φ＝Φ1－Φ2.3．磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1(1)当B 不变，有效面积S 变化时，ΔΦ＝B ·ΔS . (2)当B 变化，S 不变时，ΔΦ＝ΔB ·S .(3)B 和S 同时变化，则ΔΦ＝Φ2－Φ1.但此时ΔΦ≠ΔB ·ΔS .【例4】如图所示，框架面积为S ，框架平面与磁感应强度为B 的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为多少？若使框架绕OO ′轴转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为多少？若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化量为多少？[解析] 在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS .当框架绕OO ′轴转过60°时可以将原图改画成从前向后看的正视图，如图所示．Φ＝BS ⊥＝BS ·c os 60°＝12BS .转过90°时，线框由磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0.线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了．因而Φ1＝BS ，Φ2＝－BS ，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS . [答案] BS 12BS 0 2BS有关磁通量的四点提醒(1)平面S 与磁场方向不垂直时，要把面积S 投影到与磁场垂直的方向上，即求出有效面积．(2)可以把磁通量理解为穿过面积S 的磁感线的净条数．相反方向穿过面积S 的磁感线可以互相抵消．(3)当磁感应强度和回路面积同时发生变化时，ΔΦ＝Φt －Φ0，而不能用ΔΦ＝ΔB ·ΔS 计算．(4)磁通量有正、负，但其正、负由“面”决定，不表示大小，也不表示方向，仅是为了计算方便而引入的．[跟进训练]训练角度1.磁通量的理解5．关于磁通量的概念，以下说法中正确的是( ) A ．磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量也越大 B ．穿过线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零 C.磁通量发生变化，一定是磁场发生变化引起的 D ．磁感应强度越大，线圈面积越大，则磁通量也越大B [当回路与磁场平行时，没有磁感线穿过回路，则回路的磁通量Φ为零，这时磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量不变为零，故A 错误．磁通量Φ为零时，可能回路与磁场平行，则磁感应强度不一定为零，故B 正确．根据磁通量Φ＝BS sin α，磁通量的变化可能由B 、S 、α的变化引起，故C 错误．磁感应强度越大，线圈面积越大，磁通量不一定越大，还与回路与磁场方向的夹角有关，故D 错误．]训练角度2.磁通量大小的计算6．如图所示，一个单匝线圈abcd 水平放置，面积为S ，有一半面积处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，当线圈以ab 边为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？[解析] 当线圈分别转过30°和60°时，线圈平面在垂直于磁场方向的有效面积相同，S ⊥＝S 2，所以磁通量相同，都等于BS 2.[答案]BS 2 BS2[物理观念] 磁感应强度安培力磁通量[科学思维] 1. 用左手定则判断安培力的方向及用F ＝BIL 分析和计算B 与I 垂直情况下的安培力．2．控制变量法在研究F 与I 、L 关系中的应用．1．根据磁感应强度的定义式B ＝F IL，下列说法中正确的是( )A ．在磁场中某确定位置，磁感应强度B 与电流在该处所受磁场力F 成正比，与电流I 、导线的长度L 的乘积成反比B ．一小段通电直导线在空间某处所受磁场力F 为零，那么该处的磁感应强度B 一定为零C ．磁场中某处磁感应强度B 的方向跟电流在该处所受磁场力F 的方向相同D ．一小段通电直导线放在磁感应强度B 为零的位置，那么它受到的磁场力F 也一定为零D [磁感应强度反映磁场本身的强弱和方向，由磁场本身决定，与放入磁场的导线所受的磁场力F 、导线的长度L 和通过导线的电流I 无关，故A 错误；当通电导体平行放在磁场中某处时受到的磁场力F 等于零，但磁场并一定为零，故B 错误；通电导线在磁场中的受力方向，由左手定则得知，磁场力的方向与磁场及电流方向相互垂直，故C 错误；一小段通电直导线放在磁感应强度B 为零的位置，由F ＝BIL sin α得知，它受到的磁场力F 也一定为零，故D 正确．]2.如图所示，半径为a 的14圆形金属导线PQ 处于匀强磁场中，O 是其圆心，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向与平面OPQ 垂直．当在导线中通以大小为I 的恒定电流时，该导线受到的安培力的大小和方向是( )A ．Bla ，与直线OQ 垂直B ．BIa ，与直线OP 垂直C ．2BIa ，与直线PQ 垂直D ．πBIa 2，与直线PQ 垂直 C [半径为a 的14圆形金属导线PQ 在磁场中的有效长度L ＝2a ，则导线受到的安培力大小为F ＝BIL ＝2BIa .根据左手定则可知安培力的方向与直线PQ 垂直．故A 、B 、D 错误，C 正确．]3．(多选)三条在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线搭成一等边三角形．在导线中通过的电流均为I ，电流方向如图所示．a 、b 和c 三点分别位于三角形的三个顶角的平分线上，且到相应顶点的距离相等．将a 、b 和c 处的磁感应强度大小分别记为B 1、B 2和B 3.下列说法正确的是( )A ．B 1＝B 2<B 3B ．B 1＝B 2＝B 3C ．a 和b 处磁场方向垂直于纸面向外，c 处磁场方向垂直于纸面向里D ．a 处磁场方向垂直于纸面向外，b 和c 处磁场方向垂直于纸面向里AC [靠近a 点的两根导线产生的磁场叠加后，磁感应强度为零，a 点磁感应强度由离a 点最远的导线决定；b 点的磁感应强度大小与a 点相同；对于c 点，靠近c 点的两根导线的磁感应强度方向相同，叠加后的磁感应强度最大，选项A 正确，选项B 错误．由安培定则和磁感应强度的矢量叠加可得，C 正确，D 错误．]4．如图所示，两个单匝线圈a 、b 的半径分别为r 和2r .圆形匀强磁场B 的边缘恰好与a 线圈重合，则穿过a 、b 两线圈的磁通量之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C．1∶4 D．4∶1A [两个线圈的半径虽然不同，但是线圈内的匀强磁场的半径一样，则穿过两线圈的磁通量相同，故选项A正确．]。

高中物理第3章磁场第3节探究安培力课件粤教版选修3_1

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．
图 3-3-1
[再判断] 1．安培力的方向一定与电流方向、磁场方向均垂直．(√ ) 2．只有电流方向与磁场方向垂直时，通电导线才受安培力的作用．( × )
[后思考] 试分析两通电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．
[合作探讨]
线的方向
的磁场力的方向
的方向
3.安培力作用下导体运动方向的五种判断方法把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所受
电流安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而确定
元法导线运动方向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
等效法个环形电流(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
【答案】 C
左手定则应用的两个要点 (1)安培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．
安培力的大小及磁感应强度
特殊位通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，判断其所受安培置法力的方向，从而确定其运动方向

高中物理第三章磁场第三节探究安培力学案粤教版1

第三节探究安培力一、安培力的方向1．安培力：磁场对______的作用力．安培力是矢量．2．当通电导线与磁场方向垂直时,安培力的方向用________来判定．3．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______指向______的方向,这时，拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受________的方向．预习交流1如图所示,磁场方向垂直纸面向里，一根通电直导线垂直于磁场方向放置，试判断导线所受安培力的方向．二、磁感应强度1．定义:当通电导线与磁场方向______时，通电导线所受的安培力F跟______和__________的乘积IL的______叫做磁感应强度．2．定义式：B＝________．3．单位：______，符号T，1 T＝1错误!．4．磁感应强度是______，既有大小,又有方向．当空间中同时存在几个不同强弱和方向的磁场时，合磁场的磁感应强度等于各个磁场在同一处产生的磁感应强度的________．5．________可形象地表示磁感应强度的大小和方向;磁感线的疏密程度表示磁感应强度的______；磁感线上每一点的____________与该点磁感应强度的方向一致．6．匀强磁场：如果磁场的某一区域，磁感应强度的______和____处处相等．这个区域的磁场就叫______．三、安培力的大小1．当通电导线与磁感应强度B的方向______时，导线受力为零．2．当长为L的导线垂直于磁场B放置，通过的电流为I时，安培力F＝______．预习交流2通电导线如果在磁场中不受安培力作用，能否说明该处磁感应强度为零？四、磁通量1．定义：设在匀强磁场中有一个与磁场垂直的平面,则磁场的________________和__________的乘积，叫做穿过这个面的磁通量．2．公式：______．3．单位：韦伯，简称韦，符号Wb．4．从Φ＝BS可得B＝错误!，因此磁感应强度又称________．答案:一、1．电流2．左手定则3．四指电流安培力预习交流1：答案：垂直导线向左．二、1．垂直电流I导线长度L比值2．错误!3．特斯拉4．矢量矢量和5．磁感线大小切线方向6．大小方向匀强磁场三、1．平行2．BIL预习交流2:答案：不能．因为当磁场方向与电流方向平行时，安培力为0，但磁感应强度不为0．四、1．磁感应强度B平面面积S2．Φ＝BS4．磁通密度一、磁感应强度磁场的强弱和方向可以用磁感线定性地来描述．那么，如果我们想定量地研究某一区域磁场的方向和强弱，应怎样来描述呢？下列说法正确的是（）．A．磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线放在该点时受到磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的比值，即B＝错误!B．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．磁感应强度B＝错误!只是定义式，它的大小取决于场源以及磁场中的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向1．磁感应强度B＝错误!是用比值法定义的，B与F、I、L 无关，是由磁场本身决定的．2．安培力的方向与磁场方向垂直，这与电场力的方向和电场方向的关系是不一样的．3．磁感应强度B和电场强度E的比较．我们日常生活中用的照明电流是频率为50 Hz 、电压为220 V 的交变电流，其大小和方向都在周期性变化．如图所示，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,灯丝的“颤抖”说明什么道理呢?（2011·长春外国语学校高二检测）如图所示，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，导线与纸面垂直，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．以上说法都有可能1．安培力的方向总是既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面,但磁场方向与电流方向并不一定垂直．2．在具体判断安培力的方向时，由于受到电场力方向判断方法的影响，有时错误地认为安培力的方向沿着磁场方向．为避免这种错误,同学们应该把电场力和安培力进行比较，搞清力的方向与场的方向的关系及区别．它们都是性质力，且都属于场力，分析如下：根据磁场对电流会产生作用力的原理,人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮，其原理如图所示,把待发射的炮弹（导体)放置在强磁场中的两平行导轨上,给导轨通以大电流，使炮弹作为一个载流导体在磁场力的作用下沿导轨加速运动，并以某一速度发射出去．那么,要提高发射速度,就要增大炮弹的加速度．请思考：通电导体在磁场中受力与哪些因素有关呢？（2011·课标全国理综，18）电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是（）．A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍C．只将弹体质量减至原来的一半D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变1．公式F＝BIL中L指的是“有效长度"．当B与I垂直时，F最大,F＝BIL；当B与I平行时，F＝0．2．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图）；相应的电流沿L由始端流向末端．3．若磁场和电流成θ角时，如图所示．可以将磁感应强度B正交分解成B⊥＝B sinθ和B∥＝B cosθ，而B∥对电流是没有作用的．F＝B⊥IL＝BIL sinθ,即F＝BIL sinθ．1．关于磁感应强度的下列说法中，正确的是（）．A．放在磁场中的通电导线，电流越大，受到的磁场力也越大,表示该处的磁感应强度越大B．磁感线的指向就是磁感应强度的方向C．垂直磁场方向放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向D．磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、导线长度、电流方向等均无关2．磁场中某区域的磁感线如图所示,则（）．A．a、b两处的磁感应强度的大小不相等，B a＞B bB．a、b两处的磁感应强度的大小不相等，B a＜B bC．同一根导线放在a处受力一定比放在b处受力大D．同一根导线放在a处受力一定比放在b处受力小3．（2011·全国理综，15）如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1＞I2;a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直．磁感应强度可能为零的点是（)．A．a点B．b点C．c点D．d点4．把长L＝0.15 m的导体棒置于磁感应强度B＝1.0×10－2 T的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图所示．若导体棒中的电流I＝2.0 A，方向向左，则导体棒受到的安培力大小F＝______ N，安培力的方向为竖直向______（选填“上”或“下”）．5．如图所示，一矩形线圈abcd的面积S为1×10－2 m2，它与匀强磁场方向之间的夹角θ为30°，穿过线圈的磁通量Φ为1×10－3 Wb,则此磁场的磁感强度B＝______T，若线圈以ab边为轴翻转180°，则此过程中穿过线圈的磁通量的变化大小ΔΦ＝______Wb．答案:活动与探究1：答案：用磁感应强度来描述．迁移与应用1：C解析:由磁感应强度的定义知，通电导线应为“在磁场中垂直于磁场方向的通电导线"，只有在这个方向导线所受磁场力才最大，本题A选项未说明导线放置的方向，所以是错误的．若通电导线放置方向与电流方向平行时，也不受磁场力作用，所以B选项也是错误的．在磁场稳定的情况下,磁场内各点的磁感应强度（含大小和方向）都是唯一确定的，C选项正确．磁场力方向与磁感应强度方向垂直，D选项错误．活动与探究2：答案:电流的方向发生变化，灯丝受的安培力的方向也随着变化．迁移与应用2：A解析:通电导线置于条形磁铁上方，使通电导线置于磁场中,如图甲所示，由左手定则判断通电导线受到向下的安培力作用，同时由牛顿第三定律可知，力的作用是相互的，磁铁对通电导线有向下作用的同时，通电导线对磁铁有反作用力,作用在磁铁上，方向向上,如图乙所示．对磁铁受力分析，由于磁铁始终静止，无通电导线时，N＝mg,有通电导线后N′＋F′＝mg,N′＝mg－F′．磁铁对桌面压力减小，选A．活动与探究3：答案：磁感应强度B 、电流I 、两导轨间的距离L ．迁移与应用3：BD 解析:由题意可知，B ＝kI ，设轨道宽为d ，则F 安＝BId ＝kI 2d ，由动能定理得，F 安·L ＝12mv 2，联立以上式子解得，v ＝错误!，选项B 、D 正确．当堂检测1．D 解析：磁场中某点的磁感应强度只由磁场本身决定，与通电导线的是否受力、所受安培力大小、安培力方向、导线长度、电流方向等一切外部因素无关，故A 错误，D 正确．安培力方向与磁场方向垂直，磁感线上某点的切线方向就是该点磁感应强度方向，故B 、C 错误．正确选项为D ．2．B 解析：磁感线是用来形象地描述磁场的曲线，其疏密反映磁场的强弱，磁感线密集的区域磁场比磁感线稀疏的区域强．电流所受到的安培力大小除了与电流大小、磁感应强度有关外，还与电流和磁场的方向有关，所以我们不能说同一根通电直导线在磁场强的地方所受到的安培力一定大于在磁场弱的区域所受到的安培力．所以选项B 正确．3．C 解析:磁感应强度为矢量，两导线在d 处产生的磁感应强度成一定角度，则d 处磁感应强度一定不为零；根据右手安培定则可知，两导线在b 处产生的磁感应强度方向相同，则b 处磁感应强度的矢量和一定不为零;两导线在a 处产生的磁感应强度方向相反,由于I 1＞I 2，可知I 1在a 处产生的磁感应强度大于I 2在a 处产生的磁感应强度,故a 处磁感应强度的矢量和一定不为零；同理，两导线在c处产生的磁感应强度方向相反，由于I1＞I2且I1距离c处较远，可知I1在c处产生的磁感应强度的大小可能等于I2在c处产生的磁感应强度的大小，故c处磁感应强度的矢量和可能为零，选项C正确．4．答案:3.0×10－3下解析：由安培力公式得：导体棒受到的安培力F＝BIL＝1。

广东省肇庆市高中物理第三章磁场 3.3 探究安培力教

定义：磁感应强度
单感应强度大约
教学内容与教师活动设计
因材施教
是．
用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向，磁感线越密处，磁感应强度大、磁场强．若磁感应强度大小和方向处处相同，称为匀强磁场．根据匀强磁场的特点，请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布．
探究安培力
三维目标
1、理解磁感应强度B的定义及单位．
2、知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小．
3、会用左手定则熟练地判定安培力的方向．
重点
掌握电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小，掌握左手定则。
难点
对左手定则的理解．尤其是磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系．
应该注意的是：若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直；若电流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向．
四、总结、扩展
本节课我们学习了磁场对电流的作用——安培力，通过研究安培力的大小，我们定义了反映磁场强弱的物理量——磁感应强度，同时，我们可以据此求解安培力的大小，安培力的方向用左手定则来确定．
在非匀强磁场中，用量度磁感应强度时，导线长L应很短，电流近似处在匀强磁扬中．
三、安培力的方向
通过前面的演示实验现象可知，通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系．人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律——左手定则．
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．

高中物理第三章磁场第三节探究安培力时导学案粤教版选修

第三节探究安培力（第二课时）安培力大小和方向【自主学习】一、学习目标1. 知道安培力大小计算，安培力方向确定。

2. 过程与方法分析综合、归纳类比3. 情感、态度与价值观理论探究结合实验探究提高综合探究能力二、重点难点1. 安培力的大小、方向2. 左手定则的使用三、自主学习1．安培力大小(1)当I⊥B 时，F ＝BIL (2)当I∥B 时，F ＝0注意：(1)当导线弯曲时，L 是导线两端的有效直线长度(2)对于任意形状的闭合线圈，其有效长度均为零，所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零．2．安培力方向：用左手定则判断，注意安培力既垂直于B ，也垂直于I ，即垂直于B 与I 决定的平面．判断下图中导线A 所受磁场力的方向？第三节探究安培力（第二课时）安培力大小和方向【课堂检测】1．下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是( )课堂检测案2．关于通电导线所受安培力F的方向，磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是( )A．F、B、I三者必须保持相互垂直B．F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直D．I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直3.如图所示，水平放置的两根平行金属轨道相距0.2m，上面放一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势为6V、内阻为0.5Ω当滑动变阻器调到2.5Ω时，要在金属棒所在位置加一个磁感应强度大小为，方向为水平向的匀强磁场，才能使金属棒对轨道的压力恰好为零。

4.如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距L＝1 m．PM间接有一个电动势为E＝6 V，内阻r＝1 Ω的电源和一只滑动变阻器．导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M＝0.3 kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5，匀强磁场的磁感应强度B＝2 T，方向竖直向下，为使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值为多大？设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计．(g取10 m/s2) 2 Ω≤R≤5 Ω第三节探究安培力（第二课时）安培力大小和方向1．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( )ab课堂训练案课后拓展案2．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的是( )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4.如图，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度均为I，磁感应强度均为B ，求各导线所受到的安培力的大小．3.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＝135°.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(2＋1)ILB B ．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC ．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD ．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB4.如图，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度均为I ，磁感应强度均为B ，求各导线所受到的安培力的大小．第三节探究安培力（第二课时）安培力大小和方向【巩固拓展】 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，如图所示．当两导线环中通入方向相同的电流I 1、I 2时，则有( )．A ．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2．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3.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，则过c点的导线所受安培力的方向( )．A．与ab边平行，竖直向上 B．与ab边平行，竖直向下C．与ab边垂直，指向左边 D．与ab边垂直，指向右边4.电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I 成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是( )A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍C．只将弹体质量减至原来的一半D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变5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角的相应变化情况是( )．A．棒中的电流变大，θ角变大B．两悬线等长变短，θ角变小C．金属棒质量变大，θ角变大 D．磁感应强度变大，θ角变小6．如图所示，在倾角为θ＝30°的斜面上，固定一宽L＝0.25 m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＝12 V，内阻r＝1 Ω，一质量m＝20 g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(导轨与金属棒的电阻不计)．金属导轨是光滑的，取g＝10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力的大小．(2)通过金属棒的电流的大小．(3)滑动变阻器R接入电路中的阻值．探究安培力第二课时答案【课堂检测】 1.C 2.B 3 1T 向左4. 解析导体棒受到的最大静摩擦力为Ff ＝μFN ＝μmg ＝0.5×0.2×10 N ＝1 N 绳对导体棒的拉力F 拉＝Mg ＝0.3×10 N＝3 N 导体棒将要向左滑动时 BI max L ＝Ff ＋F 拉，I max ＝2 A由闭合电路欧姆定律I max ＝E R min ＋r ＝6R min ＋1得R min ＝2 Ω导体棒将要向右滑动时Ff ＋BI min L ＝F 拉， I min ＝1 A由闭合电路欧姆定律I min ＝E R max ＋r ＝6R max ＋1得R max ＝5 Ω滑动变阻器连入电路的阻值为2 Ω≤R≤5 Ω 【当堂训练】1.D2.C3.A4. αsin BIL F = 、BIL F =、BIL F 2=、BIR F 2=、0【巩固拓展】、1.A2. D3.C4.BD5.A6解析 (1)金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示F 安＝mgsin 30°，代入数据得F 安＝0.1 N. (2)由F 安＝BIL 得I ＝F 安BL＝0.5 A.(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R 0，根据闭合电路欧姆定律得： E ＝I(R 0＋r)解得R 0＝EI－r ＝23 Ω.答案 (1)0.1 N (2)0.5 A (3)23 Ω答案：●【课堂检测】1.D2. ABCD3. A4. 0. 1T；0.1T●【当堂训练】1.D2.C3.C4.0.1T 0.1T5.2T 2T6.解析：以导体棒为研究对象，对其受力分析如图所示，可得：BIL ＝mgtan θ，I ＝ER ＋r ，解得：B ＝mg （R ＋r ）tan θEL .答案：mg （R ＋r ）tan θEL【巩固拓展】 1.B 2.CD 3.B 4.ACD5：先将原图改画为侧视图，对导体棒受力分析，如图所示，导体棒恰好能静止，应有：N x ＝F 安；N y ＝G ；因为tan 60°＝N xN y ，所以F 安＝tan 60°，N y ＝3G ；又F 安＝BIL ；所以：(1)B ＝F 安IL ＝3G IL ＝333×1T ＝ 3 T.(2)导体棒对轨道的压力与轨道对棒的支持力N 大小相等． N ＝N y cos 60°＝Gcos 60°＝2G ＝6 N.高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

新课标粤教版31选修三《探究安培力》WORD教案1

新课标粤教版31选修三《探究安培力》WORD 教案1一、教学目标1．明白得磁感应强度B 的定义，明白B 的单位是特斯拉．2．会用磁感应强度的定义式进行有关运算．3．明白用磁感线的疏密程度能够形象地表示磁感应强度的大小．4．明白什么叫匀强磁场，明白匀强磁场的磁感线是分布平均的平行直线．5．明白什么是安培力．明白电流方向与磁场方向平行时，电流所受的安培力最小，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 ．6．会用公式BIL F =解答有关问题．7．明白左手定则的内容，并会用它解答有关问题．二、重点难点重点：对磁感应强度的明白得．安培力大小的运算和方向判定．难点：明白得磁感应强度的概念．磁场方向、电流方向和安培力方向三者的关系。

三、教与学教学过程：磁场不仅具有方向性，而且各处的强弱也可能不同，靠近磁极或电流处的磁场较强，为了反映磁场的差不多特性（具有力的性质），反映磁场不仅具有方向而且还有强弱，我们将引入一个叫做磁感应强度的物理量加以定量地描述（一）磁感应强度1．磁场对电流的作用【演示】利用操纵变量法来演示通电的直导线在蹄形磁铁间的磁场（能够认为磁场是平均的）中的受力跟哪些因素有关．（1）与电流的大小有关，精确实验说明I F ∝．（2）与通电导线在磁场中的长度有关，精确实验说明L F ∝（3）与通电导线在磁场中放置的方向有关，导线与磁场间的夹角越接近90°，F 越大，当通电导线平行磁场放置时，0=F ；当通电导线垂直磁场放置时，F 最大．归纳可得：在保持电流方向与磁场方向垂直时，通电导线所受的磁场对它的作用力——安培力IL F ∝．2．磁感应强度概念的引入（1）在同一磁场中的某处，不管电流I 、导线长度L 如何样变．但导线所受的安培力F 跟IL 的比值保持不变，对不同的磁场或磁场中的不同处，这一比值一样是不同的．（2）比值IL F /与放入的通电导线无关，反映了磁场本身的特性（力的性质），为了反映这一特性我们引入物理量磁感应强度B ．3．磁感应强度B定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F 跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值，叫做磁感应强度．IL FB =（电流与磁场垂直）（引导学生将IL F B =和q F E =作比较）（1）磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量，跟磁场中是否存在通电导线无关．（2）B 的大小表示磁场的强弱，B 越大表示磁场越强．（3）单位：在国际单位制中是特斯拉，简称特，符号是T ．1T ＝1N/A ·m ．（4）B 是矢量为了让B 不仅能反映磁场的强弱，还能反映磁场具有方向性，我们把磁场中某一点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向．如此磁感应强度B 这一矢量就全面地反映了磁场的强弱和方向．（5）几个常见磁场B 的大约值：地面邻近的磁场：T 107.0~T 103.044--⨯⨯永磁铁磁极邻近的磁场：T 1~T 103-工作的电机和变压器铁芯中的磁场： 1.4T ~0.8T4．磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线越密的地点表示磁感强度越大．5．匀强磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场．（1）匀强磁场的实例：相距专门近的两平行的异名磁极间的磁场；通电的长直螺线管内部（边缘部分除外）的磁场．（2）匀强磁场的磁感线分布是一组等间隔的平行线．（二）安培力磁场对电流的作用力通常称为安培力1．安培力的大小由IL F B =可得：安培力大小BIL F =。

广东省惠州市高中物理第三章磁场第三节探讨安培力第3课时导学案粤教版选修3_1

（2）线圈什么缘故不一直转下去？
线圈转动时，螺旋弹簧变形，招架线圈的转动。
（3）什么缘故指针偏转角度的大小能够说明被测电流的强弱？
电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。因此，从线圈转动的角度就能够判定通过电流的大小。
（4）如何依照指针偏转的方向来确信电路上电流的方向？
线圈中的电流方向改变时安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。因此，依照指针的偏转方向，能够明白被测电流的方向。
2.如下图, 一金属直杆MN两头接有导线, 悬挂于线圈上方, MN与线圈轴线处于竖直平面内. 为使MN垂直纸面向外运动, 能够 A.将a、c端接在电源正极, b、d端接在电源负极
B.将b、d端接在电源正极, a、c端接在电源负极
C.将a、d端接在电源正极, b、c端接在电源负极
D.将a、c端接在交流电源的一端, b、d接在交流电源的另一端
因此：(1)B＝＝＝ T＝ T.
(2)导体棒对轨道的压力与轨道对棒的支持力N大小相等．
N＝＝＝2G＝6N.
答案：
【课堂检测】
2. ABCD 3. A 4.；
【当堂训练】
T 2T 6.解析：以导体棒为研究对象，对其受力分析如下图，
可得：BIL＝mgtanθ，I＝，
解得：B＝ .
答案：
【巩固拓展】
5：先将原图改画为侧视图，对导体棒受力分析，如下图，导体棒恰好能静止，应有： Nx＝F安；Ny＝G；因为tan 60°＝，因此F安＝tan 60°，Ny＝ G；又F安＝BIL；
A．30°B．45°C．60°D．90°
4．如下图，一弓形线圈通过逆时针方向的电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放置一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将( )．

2024-2025学年高中物理第3章磁场第3节探究安培力教案粤教版选修3-1

3.安培力案例分析（20分钟）
目标：通过具体案例，让学生深入了解安培力的特性和应用。
过程：
选择几个典型的安培力应用案例进行分析，如电动机、发电机等。
详细介绍每个案例的背景、工作原理和安培力的作用，让学生全面了解安培力在实际设备中的应用。
引导学生思考这些案例对实际生活的影响，以及如何应用安培力解决实际问题。
小组讨论：让学生分组讨论安培力在新型电磁设备中的潜在应用，并提出创新性的想法或建议。
4.学生小组讨论（10分钟）
目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。
过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与安培力相关的主题进行深入讨论。
小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。
每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。
教学方法与策略
1.教学方法选择：
本节课针对高中物理学科特点及高二年级学生的认知水平，选择以下教学方法：
-讲授法：用于讲解安培力的理论知识、公式推导和实例分析，确保学生掌握基础知识和重难点。
-讨论法：针对安培力方向的判断、实验现象分析等问题，组织学生进行小组讨论，激发学生的思维，提高课堂参与度。
-案例研究：选取与学生生活相关的电磁设备案例，分析其中安培力的作用，增强学生的实践应用能力。
解答：每个线圈所受的安培力为：
F1 = BIL = 0.4T × 5A × 0.2m = 0.4N
F2 = BIL = 0.4T × 5A × 0.1m = 0.2N
因为线圈有两个长边和两个宽边，所以每个线圈所受的总安培力为：
F = 2F1 + 2F2 = 2 × 0.4N + 2 × 0.2N = 1.2N
-教师根据评价结果调整教学策略，针对学生的薄弱环节进行有针对性的辅导，确保每位学生都能跟上课程进度。

第三章第3节探究安培力(粤教版)

圈的磁通量Φ为多少？解析方法一：把S投影到与B垂直的方向，则Φ＝
B· Scos θ＝0.6×0.4×cos 60° Wb＝0.12 Wb.
方法二：把 B 分解为平行于线圈平面的分量 B∥ 和垂直于线圈平面的分量B⊥，B∥不穿过线圈，且B⊥＝Bcos θ，则 Φ＝B⊥S＝Bcos θ· S＝0.6×0.4×cos 60° Wb＝0.12 Wb. 答案 0.12 Wb
135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示.导线图3
abcd所受到的磁场的作用力的合力(
)
A.方向竖直向上，大小为( 2＋1)BIL B.方向竖直向上，大小为( 2－1)BIL C.方向竖直向下，大小为( 2＋1)BIL D.方向竖直向下，大小为( 2－1)BIL
总结提升
解析答案返回
四、磁通量
安培力F的关系，下列说法中正确的是(
A.在B＝0的地方，F一定等于零
)
B.在F＝0的地方，B一定等于零
C.若B＝1 T，I＝1 A，L＝1 m，则F一定等于1 N
D.若L＝1 m，I＝1 A，F＝1 N，则B一定等于1 T
解析答案
1
2
3
4
5
4.( 磁感应强度的叠加 ) 在磁感应强度为 B0 、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里.如图8所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中( A.b、d两点的磁感应强度相等 ) 图8
总结提升
解析答案
返回
二、磁感应强度
知识梳理
1.定义：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F跟电流I
和导线长度L的乘积的比值. F IL 2.公式：B＝____.

粤教版高中物理选修3-1：《探究安培力》教案1(1)-新版

3.3 探究安培力一、教学目标（一）知识与技能1、知道什么是安培力。

知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断----左手定则。

知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题.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.3、了解磁电式电流表的内部构造的原理。

（二）过程与方法通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算。

培养学生的间想像能力。

（三）情感态度与价值观使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系。

二、重点与难点：重点：安培力的方向确定和大小的计算。

难点：左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用）。

三、教具：磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。

四、教学过程：（一）复习引入让学生回忆在在第二节中通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关。

过渡：本节我们将对安培力做进一步的讨论。

（二）新课讲解-----安培力：磁场对电流的作用力.安培力是以安培的名字命名的，因为他研究磁场对电流的作用力有突出的贡献.1．安培力的方向【演示】。

（1）改变电流的方向，观察发生的现象.［现象］导体向相反的方向运动.（2）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向，观察发生的现象.［现象］导体又向相反的方向运动［教师引导学生分析得出结论］（1）安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系.（2）安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面.（P81图3-3-3）如何判断安培力的方向呢？人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律一一左手定则．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，把手放人磁场中，让磁感线垂直穿人手心，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）。