高中物理第三章磁场第三节探究安培力时导学案粤教选修

第三节探究安培力（第三课时）

安培力的应用

【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、安培力的应用

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.安培力的应用、磁电式电表工作原理

2.左手定则的使用

三、自主学习

电流表的组成及磁场分布

请同学们阅读课文，让学生先看清楚磁铁、铝框、线圈、螺旋弹簧、极靴、指针、铁质圆柱等构件，了解它们之中哪些是固定的，哪些是可动的。

（1）电流表的组成

电流表主要由哪几部分组成的？

电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。

注意：a．铁芯、线圈和指针是一个整体；b．蹄形磁铁内置软铁是为了（和铁芯一起）造就辐向磁场；c．观察──铁芯转动时螺旋弹簧会形变。

（2）电流表中磁场分布的特点

问题：电流表中磁场分布有何特点呢？

电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。 问题：什么是均匀辐向分布呢？

所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。该磁场并非匀强磁场，但在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B 的大小是相等的。

问题：假如线圈转动，磁铁和铁芯之间的两个边所经过的位置其磁场强弱怎样？ 假如线圈转动，磁极和铁芯之间的两个边所经过的位置其磁场强弱是相同的。 2．电流表的工作原理 引导学生弄清楚以下几点： （1）线圈的转动是怎样产生的?

当电流通过电流表中的线圈时，导线受到安培力的作用，由左手定则可以判

定，线圈左右两边所受的安培力的方向相反，于是安装在轴上的线圈就要转动。

（2）线圈为什么不一直转下去？

线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。

（3）为什么指针偏转角度的大小可以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。所以，从线圈转动的角度就能判断通过电流的大小。

（4）如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向？

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。所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。

（5）电流表的刻度为什么是均匀的？

电流表内部磁场的两极间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱。这样，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到哪个位置，它的平面都跟磁感线平行，线圈的受力情况相同，所以表盘的刻度就是均匀的了。

（6）使用时要特别注意什么？

磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）。如果通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏。要测量较大的电流值，就要扩大量程。

第三节 探究安培力（第三课时） 安培力的应用

【课堂检测】

1．关磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的均匀辐向分布的磁场,下列说法中正确的有

课 堂 检测案

A ．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同 ( )

B ．该磁场的磁感应强度大小不等，方向处处相同

C ．该磁场的磁感应强度的大小和方向都不相同

D ．线圈所处位置的磁感应强度大小都相等

2.如图所示, 一金属直杆MN 两端接有导线, 悬挂于线圈上方, MN 与线圈轴线处于竖直平面内. 为使MN 垂直纸面向外运动, 可以 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 3．在如图所示电路中，电池均相同，当电键S 分别置于a 、b 两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小为F a 、F b ，可判断这两段导线

( )

A ．相互吸引，F a >F b

B ．相互排斥，F a >F b

C ．相互吸引，F a

D ．相互排斥，F a

4.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，判断线圈如何运动？ 第三节 探究安培力（第三课时）

安培力的应用 【当堂训练】

1．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图9－1－16所示，利用这种装置可以把质量为m ＝2.0 g

的弹体(包括金属杆EF 的质量)加速到6 km/s ，若这种装置的轨道宽为d ＝2 m ，长L ＝100 m ，电流I ＝10 A ，轨道摩擦不计且金属杆EF 与轨道始终接触良好，则下列有关轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场力的最大功率结果正确的是

( )．

A ．

B ＝18 T ，P m ＝1.08×108

WB ．B ＝0.6 T ，P m ＝7.2×104

W C ．B ＝0.6 T ，P m ＝3.6×106

W D ．B ＝18 T ，P m ＝2.16×106

W

2．如图所示，在倾角为α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．当导体棒中的电流I 垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关

于B 的大小变化的说法中，正确的是( )． A ．逐渐增大 B ．逐渐减小 C ．先减小后增大 D ．先增大后减小

课 堂 训练案