高中物理 磁感应强度、安培力复习学案 新人教版选修

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高中物理:3.2《磁感应强度》教案(2)(新人教版选修3-1)

高中物理:3.2《磁感应强度》教案(2)(新人教版选修3-1)

第二节磁感应强度●教学目标一、知识目标1.理解磁感应强度B的定义,知道B的单位是特斯拉.2.会用磁感应强度的定义式进行有关计算.3.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.4.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F=BIL解答有关问题.7.知道左手定则的内容,并会用它解答有关问题.二、能力目标1.使学生知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法.2.培养学生实验、分析总结、语言表达的能力.三、德育目标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.●教学重点 1.磁感应强度. 2.安培力的计算.●教学难点1.磁感应强度概念的建立.2.左手定则.●教学方法实验分析法、讲授法●教学用具磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、投影仪、投影片●课时安排1课时●教学过程用投影片出示本节学习目标.1.知道磁感应强度的定义,知道磁感应强度的单位是特斯拉.2.会用磁感应强度的定义式进行有关计算.3.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.4.知道什么是安培力,掌握分析安培力的方法.5.左手定则.●学习目标完成过程一、复习提问、引入新课磁场不仅具有方向,而且也具有强弱,为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量.怎样的物理量能够起到这样的作用呢?紧接着教师提问以下问题.1.用哪个物理量来描述电场的强弱和方向?[学生答]用电场强度来描述电场的强弱和方向.2.电场强度是如何定义的?其定义式是什么?[学生答]电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷量的比值来定义的,其定义式为E =qF . 过渡语:今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度.二、新课教学(一)安培力1.教师讲解:初中我们曾学过,磁场对通电导线能产生力的作用,我们把这种力叫安培力. [板书]磁场对电流的作用力通常称为安培力.教师讲解: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.2.用CAT 课件模拟把通电直导线放在磁场里所受安培力的实验.实验结论:当导线方向与磁场方向垂直时,电流所受的安培力最大;当导线方向与磁场方向一致时,电流所受的安培力最小,等于零;当导线方向与磁场方向斜交时,所受安培力介于最大值和最小值之间.[教师问]安培力和库仑力有什么区别呢?[学生答]电荷在电场中某一点受到的库仑力是一定的,方向与该点的电场方向要么相同,要么相反,电流在磁场中某处受到的磁场力,与电流在磁场中放置有关.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;当电流方向与导线方向斜交时,所受安培力介于最大值和最小值之间.3.安培力的大小与什么因素有关?教师讲解:为了简便起见,我们研究导线方向与磁场方向垂直时的情况.[演示实验]如图,三块相同的蹄形磁铁并列放置,可以认为磁极间的磁场是均匀的,将一根直导线悬挂在磁铁的两极间,有电流通过时导线将摆动一个角度,通过这个角度我们可以比较安培力的大小,分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度,电流强度由外部电路控制.先保持导线通电部分的长度不变,改变电流的大小.[学生分析得出结论]通电导线长度一定时,电流越大,导线所受安培力就越大.然后保持电流不变,改变导线通电部分的长度.[学生分析得出结论]电流一定时,通电导线越长,安培力越大.教师讲解:精确的实验表明,通电导线在磁场中受到的安培力的大小,既与导线的长度L 成正比,又与导线中的电流I成正比,即与I和L的乘积成正比,用公式表示为F=BIL或B=F/IL.教师问:B有何物理意义呢?[演示]在不同的蹄形磁铁的磁场中做上面的实验.[教师引导学生分析计算得]1.在同一磁场中,不管I、L如何改变,比值B总是不变的.2.I、L不变,但在不同的磁场中,比值B是不同的.可见,B是由磁场本身决定的,在电流I、导线长度L相同的情况下,电流所受的安培力越大,比值B越大,表示磁场越强.[板书]磁感应强度1.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的比值叫磁感应强度.说明:如果导线很短很短,B就是导线所在处的磁感应强度.2.磁感应强度B是表示磁场强弱的物理量.3.单位:在国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯特,简称特,国际符号是T.1 T=1mA N 4.方向 磁感应强度是矢量,把某点的磁场方向定义为该点的磁感应强度的方向.5.形象表示方法在磁场中用磁感线可以表示磁感应强度的大小和方向.[教师讲解]正像在电场中可以用电场线的疏密程度大致表示电场强度的大小一样,在磁场中也可以用磁感线的疏密程度大致表示磁感应强度的大小,这样,从磁感线的分布就可以形象地表示磁场的强弱和方向.[实物投影]课本16-6、16-7、16-8、16-9图.[学生分析得]离磁体或电流越远的地方,磁感应强度就越小.[投影例题]有人根据B =F /IL 提出:磁场中某点的磁感应强度B 跟磁场力F 成正比,跟电流强度I 和导线长度L 的乘积IL 成反比,这种提法有什么问题?错在哪里?学生思考讨论后教师作出解答:这种提法不对.因为实验证明,F 和IL 的乘积成正比,故比值(F /IL )在磁场中某处是一个恒量,反映了磁场本身的特性,不随F 及IL 的变化而变化.[过渡句]电场可以合成,那么磁场能否合成呢?若能合成,如何合成呢?[教师讲解]磁感应强度是矢量,它可以合成,合成同样遵守平形四边形定则.6.磁场的叠加若空间存在几个磁场,空间的磁场应由这几个磁场叠加而成,某点的磁感应强度为B 空间存在几个磁场,空间的磁场应由这几个磁场叠加而成,某点的磁感应强度为B .B =B 1+B 2+B 3……(矢量和)[投影例题]例 如图所示,三根通电直导线垂直纸面放置,位于b 、c 、d 处,通电电流大小相同,方向如图所示.a 位于bd 中点且ad =ab ,则a 点的磁感应强度方向是_______A.垂直纸面指向纸里B.垂直纸面指向纸外C.沿纸面由a 指向bD.沿纸面由a 指向c解析:根据安培定则:b 、d 两根导线在a 点形成的磁场,磁感应强度大小相等,方向相反,合磁感应强度应为零,故a 点磁场就由通电导线c 来决定,根据安培定则在a 点处的磁场,磁感应强度方向应为沿纸面由a指向b,正确选项为C.前面我们学过匀强电场,现在大家回忆一下以下问题:1.什么是匀强电场?2.匀强电场的产生条件是什么?3.匀强电场的电场线有何特点?[学生答]1.在电场的某一区域,如果场强的大小和方向都相同,这个区域的电场叫做匀强电场.2.两块靠近的平行金属板,大小相等,互相正对,分别带有等量的正负电荷,它们之间的电场除边缘附近外就是匀强电场.3.匀强电场的电场线是距离相等的平行直线.在同学回答完问题后,教师紧接着提问.什么是匀强磁场?它的产生条件是什么?匀强磁场的磁感线又有什么特点?[实物投影课本图16-16][教师引导学生得出结论]匀强磁场1.定义: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,这个区域的磁场叫匀强磁场.2.产生方法距离很近的两个异名磁极之间的磁场,通电螺线管内部的磁场(除边缘部分外)都可认为是匀强磁场.3.磁感线的特点匀强磁场的磁感线是间距相等的平行直线(二)安培力的大小由磁感应强度的定义式B=F/IL,可得安培力的计算公式F=BIL.[投影片出示板书]安培力的大小1.计算公式:F=BIL2.适用条件:①通电导线与磁场方向垂直②匀强磁场或非匀强磁场中,很短的通电导线.[投影片出示练习题]1.磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,它的电流强度是2.5 A,导线长1 cm,它受到的安培力为5×10-2 N,则这个位置的磁感应强度是多大?2.接上题,如果把通电导线中的电流强度增大到5 A 时,这一点的磁感应强度应是多大?3.如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否肯定这里没有磁场.解答:1.T 2m101A 5.2N 10522=⨯⨯⨯==--IL F B 2.磁感应强度B 是由磁场和空间位置(点)决定的,和导线的长度L 、电流I 的大小无关,所以该点的磁感应强度是2 T.3.如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,则可能有两种可能:①该处没有磁场,②该处有磁场,只不过通电导线与磁场方向平行.(三)安培力的方向安培力的方向与什么因素有关呢?演示课本图16-2实验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.如何判断安培力的方向呢?[出示投影片]通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系.可以用左手定则来判定:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都和手掌在一个平面内,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.三、巩固练习判断下图中导线A 所受磁场力的方向.解答:(垂直于纸面向外)四、小结通过本节课的学习,主要学习了以下几个问题:1.磁感应强度的定义、计算式、单位、方向及形象表示方法.2.匀强磁场的定义、产生条件.3.安培力的定义、大小和方向.五、布置作业1.练习二④⑤⑥⑦ 习题A 组①②③④2.阅读本节课文.3.预习:电流表的工作原理.六、板书设计1.磁感应强度定义 定义式:B =IL F 大小:B =IL F (B ⊥L ) 方向:磁感应强度的方向与磁场方向相同 物理意义:磁感应强度是描述磁场力性质的物理量 形象表示——磁感线 1.磁感应强度 定义 大小:F =BIL (注意B ⊥L ) 方向(用左手定则判断) 2.安培力 定义 产生条件 磁感线特点3.匀强磁场。

高中物理 3.2磁感应强度教案 新人教版选修3-1

高中物理 3.2磁感应强度教案 新人教版选修3-1

3.2磁感应强度教案一、教材分析磁感应强度是本章的重点内容,所以学好本节内容十分重要,首先要告诉学生一定要高度重视本节课内容的学习。

二、教学目标(一)知识与技能1、理解磁感应强度B的定义,知道B的单位是特斯拉。

2、会用磁感应强度的定义式进行有关计算。

3、会用公式解答有关问题。

(二)过程与方法1、知道物理中研究问题时常用的一种科学方法——控制变量法。

2、通过演示实验,分析总结,获取知识。

(三)情感、态度与价值观学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。

三、教学重点难点学习重点:磁感应强度的物理意义学习难点:磁感应强度概念的建立。

四、学情分析学生通过日常生活经验对磁场强弱已具有一定的感性认识,且在研究电场时,已经学习确定了一个叫做电场强度的物理量,用来描述电场的强弱。

与此对比类似引出表示磁场强度和方向的物理量。

五、教学方法实验分析、讲授法六、课前准备1、学生的准备:认真预习课本及学案内容2、教师的准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案七、课时安排1课时八、教学过程(一)用投影片出示本节学习目标.(二)复习提问、引入新课磁场不仅具有方向,而且也具有强弱,为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量.怎样的物理量能够起到这样的作用呢?紧接着教师提问以下问题.1.用哪个物理量来描述电场的强弱和方向?[学生答]用电场强度来描述电场的强弱和方向.2.电场强度是如何定义的?其定义式是什么?[学生答]电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷量的比值来定义的,其定义式为qF . 过渡语:今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度.(三)新课讲解第二节 、 磁感应强度1.磁感应强度的方向【演示】让小磁针处于条形磁铁产生的磁场和竖直方向通电导线产生的磁场中的各个点时,小磁针的N 极所指的方向不同,来认识磁场具有方向性,明确磁感应强度的方向的规定。

《安培力磁感应强度》教案2(人教版选修3-1)

《安培力磁感应强度》教案2(人教版选修3-1)

高二新课磁场第12周三2006-11-15§15.2安培力磁感应强度要点:理解磁感应强度B的定义及单位知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小知道什么是安培力,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为F=BIL会用左手定则熟练地判定安培力的方向.教学难点:对左手定则的理解;磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系考试要求:会考A(磁感应强度);会考B(安培力);会考C(左手定则)课堂设计:本节教学是在上一节学习了磁场的概念及方向性的基础上,进一步认识磁场的强弱及安培力的大小。

这一节内容是这一章中的重点,也是一个难点,为了突破难点,这堂以演示实验为突破口,引导学生观察分析、讨论、总结,直观地引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素;得出公式F=BIL,再引入磁感强度B的定义式,通过讲解类比电场强度,启发学生理解公式B=F/IL的意义反复地借助实验,来理解左手定则,建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景.解决难点:以演示实验为突破口,直观地引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素;反复地借助实验,来理解左手定则,建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景.学生现状:对这一章内容要很好的掌握需要有很好的空间想像能力,而我们的不少学生缺少的就是这一点,所以在上这堂时尽可能把抽象的东西形象化,以帮助学生的理解和掌握。

培养能力:观察能力、空间想象能力和总结归纳物理规律的能力课堂教具:蹄形磁铁;导线;电源;导体棒一、复习提问,引入新课【问】磁场的方向?磁感线的性质?【问】磁场的性质?磁场的最基本特性:对放入其中的磁铁或通电导线有力的作用,二、新课教学电场和磁场的类比●电场:电场对其中的电荷有电场力的作用。

研究电场从电荷在电场中受力开始,找到表示电场强弱的物理量即:电场强度E=F/q。

●磁场:(1)磁场对放入其中的磁体、电流有磁场力的作用,我们从分析磁场对电流的作用力着手研究表示磁场强度的物理量即:磁感应强度B。

高中物理 第3章 第2节 磁感应强度学案(新人教版)选修

高中物理 第3章 第2节 磁感应强度学案(新人教版)选修

高中物理第3章第2节磁感应强度学案(新人教版)选修3、2 《磁感应强度》学案【学习目标】1、理解和掌握磁感应强度的方向、大小和单位。

2、能用磁感应强度的定义式进行有关计算。

【重点难点】磁感应强度概念的建立。

【课前预习】1、磁感应强度的方向:(1)物理学中把小磁针时极所指的方向规定为的方向,简称为磁场的方向。

(2)磁感应强度是量,其方向为该点的方向。

(3)通电导线受力的方向(填“是”或“不是”)磁感应强度的方向2、电流元:在物理学中,把一段通电导线中的电流I 与导线长度L的叫做电流元。

它类似于电场中的,是为了研究磁场而引入的又一个理想化物理模型。

3、探究影响通电导线受力的因素实验:(1)本实验是探究空间某一位置电流元受到的磁场作用力与电流元的关系,因此要把电流元放入磁场中某一点,这就要求电流元要足够的短。

但任何通电导线都是有一定长度的,实验中通电导线处于U形磁铁产生的匀强磁场中,各位置受到磁场的作用是相同的,因此可以用来间接表示空间某一位置的电流元受到的磁场作用力与电流元的关系。

(2)实验中通电导线与磁场方向垂直时,受到的磁场作用也与导线垂直,其的大小可由偏离的摆角来定量测得(课堂往往只作定性演示,比较摆角的大小来定性比较磁场作用力的大小)。

(3)实验结果:如图3-2-1,三块相同的蹄形磁铁,并列放在桌上,直导线所在处的磁场认为是均匀的,由该实验发现磁场作用的大小与通电导线在磁场中的有关外,还与电流的________ 和________ 有关。

但在同一位置________和________的比值却是相同的。

4、磁感应强度的大小:(1)在探究影响通电导线受力因素实验中,对于空间某一位置,当通电导线与磁场方向垂直时,通电导线所受的安培力F跟电流元的比值是(填“相同”或“不同”)的。

这一比值物理学中可以用来表征该位置的(2)定义式:B= 单位:,简称,符号,1T=1。

式中的F、B、I方向关系为:B⊥I,F⊥B,F⊥I,则F垂直于B和I所构成的平面。

高中物理 磁场章末复习学案 新人教版选修3

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θ
ห้องสมุดไป่ตู้
2
例 3: 如图所示, 磁场方向沿斜面向上, 在倾角为θ 的光滑斜面上, 置一长为 L、 质量为 m、 通有电流 I 的导体棒, 试求: 棒静止在斜面上时,外加匀强磁 场的磁感强度 B 的大小是多少?
四、达标训练、巩固提升 请同学们完成 A、B 级 A1、首先发现电流产生磁场的科学家是( ) 习题 A、富兰克林 B、法拉第 C、安培 D、奥斯特 A2、一根长为 0.2m 的直导线垂直于磁场方向放置在匀强磁场中, 通以 3A 的电流时,它受到磁场的作用力是 6×10-2N,则磁场的 磁感应强度 B 是 __T;当导线的长度在原来位 置缩短为原来的一半时,磁感应强度为 T。 A3、关于磁感应强度和磁感线,下列说法中错误 的是( ) .. A、磁感线上某点的切线方向就是该点的磁感线强度的方向 B、磁感线的疏密表示磁感应强度的大小 C、匀强磁场的磁感线间隔相等、互相平行 D、磁感就强度是只有大小、没有方向的标量 A4.试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力 的方向。
3
C1、 如图所示, 一根通有电流 I 的直铜棒 MN, 用导线挂在磁感应强度为 B 的匀强磁场中, 此时两根悬线处于紧张状态, 下列哪些措施可 使悬线中张力为零( ) A、适当增大电流 B、使电流反向并适当减小 C、保持电流 I 不变,适当增大 B D、使电流 I 反向,适当减小 五、知识梳理、归纳总结 磁现象和磁场 大小 磁感应强度 方向 直线电流的磁感线分布 几种常见的磁场 环形电流的磁感线分布
4
反思本节课, 我参与发 言了吗?参与讨论了 吗?与人合作了吗? 提出问题了吗?观察 到了什么?发现了什 么?学到了什么?
磁场
通电螺线管的磁场 大小 通电导线在磁场中受到的力 方向 大小 运动电荷在磁场中受到的力 方向 运动状态 运动电荷在磁场中受力时 轨道半径 周期

高中物理3.2磁感应强度教案新人教版选修3_1(2)

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第二节磁感应强度教学目标:(一)知识与技术一、理解磁感应强度B的概念及单位;二、明白什么叫匀强磁场;3、明白什么是安培力,明白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。

(二)进程与方式1、通过演示磁场对电流作用的实验,培育学生总结归纳物理规律的能力。

(三)情感、态度与价值观通过对本节的学习,使得学生了解科学的发觉不仅需要勤奋的尽力,还需要严谨细密的科学态度。

教学重点:理解磁感应强度B的概念及单位教学难点:探讨磁感应强度大小的实验进程教学方式:探讨、提问、教学、实验教学用具:磁铁、导线、小磁针、滑动变阻器教学进程:1、哪些物质的周围有磁场?你是如何理解磁场的?(特殊物质;大体性质)2、磁场是不是有强弱之分,如何才能熟悉和描述磁场的强弱?(分析它的大体性质)(一)磁感应强度(描述磁场强弱的物理量)一、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,---磁场方向。

教师:你能描述地磁场的方向吗?直线电流的磁场方向如何?2、决定安培力大小的因素有哪些?利用演示实验装置,研究安培力大小与哪些因素有关(1)与电流的大小有关;维持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下,通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小。

请学生观察实验现象。

导线摆动的角度大小随电流的改变而改变,电流大,摆角大;电流小,摆角小。

实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到磁场的作使劲的大小跟导线中电流的大小有关,电流大,作使劲大;电流小,作使劲也小。

(2)与通电导线在磁场中的长度有关。

维持导线在磁铁中所处的位置及方向不变,电流大小也不变,改变通电电流部分的长度。

学生观察实验现象。

导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变,导线长、摆角大;导线短,摆角小。

实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作使劲的大小跟通电导线在磁场中的长度有关,导线长、作使劲大;导线短,作使劲小。

高中物理《磁感应强度》教案 新人教版选修3-1

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【课题】磁感应强度
【教材】人民教育出版社《物理》选修3—1 第三章第二节
【课型】新授课
【课时】1课时
【教材分析】
内容分析
教材的地位和作用
本节知识是与前面的磁场的概念衔接,磁感应强度也是电磁学的基本概念之一,是本章的重点,同时也是电磁学的基础。

新旧教材的对比
1.旧教材把安培力与磁感应强度安排在一起难度较大,新教材本节只有磁感应强度降低了难度便于学生更好的理解和掌握知识。

2.旧教材在先学了安培力后直接对磁感应强度下定义,显得过于生硬学生难以理解。

新教材里引入了“元电流”这个物理量模型,便于学生将它与“点电荷”“试探电荷”模型进行类比,从而更容易理解和学习磁感应强度。

【学生学情分析】
通过上一节的学习学生很容易认识到,在磁场中的不同位置,磁场往往具有不同的方向和大小,在教学中我们可以通过与电场的类比进行分析,学生还是比较容易接受的。

但在确定磁场方向时,学生理解还是有一些问题的。

特别是对电流元的概念,学生理解起来还是比较抽象的,在教学中我们可以与之前我们学过的试探电荷进行类比教学。

【重点难点】
重点:磁感应强度的物理意义
难点:磁感应强度概念的建立
【教法学法】
教法:类比教学法、讲授法、实验和多媒体课件结合。

学法:主动探究、互相协作、抽象提炼
【教学准备】
多媒体、条形磁铁、U形磁铁、电池、导线等【教学过程】
【板书设计】。

高中物理 3.2 磁感应强度教案 新人教版选修3-1

高中物理 3.2 磁感应强度教案 新人教版选修3-1

重庆市萱花中学高中物理 3.2 磁感应强度新人教版选修3-1复习上节课讲的内容,磁体和磁场具有什么特征。

回忆电场强度大小和方向是如何定义的?回忆初中所讲的匀强磁场具有什么特征?复习矢量特征和性质。

问题:1. 磁场方向是如何规定的?安培定则中电流方向和磁场方向有什么特点?2.磁场对放入其中通有电流的导线具有作用力。

这种力叫。

则决定这种力大小的因素有哪些?(如右图所示)3.根据电场强度大小的定义思考磁场强度(磁感应强度)大小如何定义?定义式是什么?方向如何确定?1.下列关干磁感应强度大小的说法中正确的()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2.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极受磁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3.在磁感应强度的定义式B中,有关各物理量间的关系,下列说法中正确的是()A.B由F、I和L决定B.F由B、I和L决定C.I由B、F和L决定D.L由B、F和I决定4.A有一小段通电导体,长为1cm,电流为5A,把它置入磁场中某点,受到的磁场力为0.1N,则该点的磁感应强度B一定是( )A.B=2 TB.B≤2TC.B≥2TD.以上情况都有可能5.在磁感应强度的大小为2T匀强磁场里,有一根长8m的通电导线, ,这根导线与磁场方向垂直时,所受的安培力为32N,则导线中的电流为 A6.一根长20cm的通电导线放在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中,导线与磁场方向垂直.若它受到的安培力为4×10-3N则导线中的电流强度是A若将导线中的电流减小0.05A,则该处的磁感应强度为T,当导线的长度在原位置缩短为原来的一半时,磁感应强度为_____T。

新教材高中物理第一章安培力与洛伦兹力1磁吃通电导线的作用力导学案新人教版选择性必修第二册

新教材高中物理第一章安培力与洛伦兹力1磁吃通电导线的作用力导学案新人教版选择性必修第二册

第一章 安培力与洛伦兹力1.磁场对通电导线的作用力1.知道安培力的方向与电流方向、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。

2.理解匀强磁场中安培力大小的表达式,并会用其计算。

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。

一、安培力的方向1.安培力:□01通电导线在磁场中受的力。

2.通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向□02都垂直。

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□03从掌心垂直进入,并使四指指向□04电流的方向,这时□05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1.□01垂直于磁场B 的方向放置的长为l 的一段导线,当通过的电流为I 时,它所受的安培力为F =□02IlB 。

其中力F 、电流I 、导线长度l 、磁感应强度B 的单位分别为牛顿(N)、安培(A)、米(m)、特斯拉(T)。

2.当磁感应强度B 的方向与通电导线的方向□03平行时,安培力为0。

3.当磁感应强度B 的方向与□04电流方向成θ角时,安培力F =□05IlB sin θ。

三、磁电式电流表1.结构:如图甲所示,最基本的组成部分是□01磁体和放在磁体两极之间的□02线圈。

2.原理04转动。

如图乙所示。

(1)磁电式电流表依据的物理学原理是通电线圈因受□03安培力而□05大小;根据指针的偏转□06方向,可以知道被测(2)从线圈偏转的角度能判断通过电流的□电流的方向。

3.优、缺点(1)优点:灵敏度高,可以测出很弱的电流。

(2)缺点:线圈的导线很细,允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安)。

判一判(1)通电导线所受安培力的方向与磁场的方向相同。

( )(2)通电导线在磁场中一定受安培力。

( )(3)磁电式电流表线圈左右两边所受的安培力的方向相反。

( )(4)若匀强磁场中磁感应强度为B=1 T,导线中的电流I=1 A,导线长度l=1 m,则导线所受安培力F=1 N。

2019-2020年高中物理二轮总复习 磁感应强度、安培力教案

2019-2020年高中物理二轮总复习 磁感应强度、安培力教案

2019-2020年高中物理二轮总复习 磁感应强度、安培力教案磁感应强度、安培力命题点1 磁场、磁感应强度 命题点2 磁场对电流的作用 命题点1 磁场、磁感应强度 本类考题解答锦囊理解磁场及磁感线,熟练应用右手螺旋定则判断通电导线的磁感线分布情况.磁感线与电场线的区别,磁场线是闭合曲线.理解磁感应强度概念.磁感强度是由磁场本身决定就好像电场强度由电场本身决定一样,跟位置及放不放通电导线无关.Ⅰ 高考最新热门题1 (典型例题)如图22—1—1所示,是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图.其工作原理类似打点计时器.当电流从电磁铁的接线柱a 流人,吸引小磁铁向下运动时,以下选项中正确的是 A.电磁铁的上端为N 极,小磁铁的下端为N 极 B .电磁铁的上端为S 极,小磁铁的下端为S 极 C .电磁铁的上端为N 极,小磁铁的下端为S 极D .电磁铁的上端为S 极,小磁铁的下端为N 极命题目的与解题技巧:本题考查学生对电斌磁场与磁体磁场相互作用规律的理解.用右手螺旋定则判断电磁铁的磁板[解析] 根据题给条件,电流从接线柱a 流入,由安培定则判定,电磁铁上端为S 极下端为N 极.小磁铁被吸引向下运动说明小磁铁下端为N 极.故D 项对.该电磁充气泵的原理是:当线圈通交流电磁时,电磁铁上下端的极性不断改变,吸引或排斥小磁铁交替变化,带动弹簧金属片上下运动,牵引金属杆拉动橡皮碗吸气或排气,需要充分的物体通过导管与排气口连通便可以充气了.其实解答本题并不需要了解充气泵的原理. [答案] D2 (典型例题)磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为B 2/2μ,式中B 是磁感强度,μ是磁导率,在空气中μ为一已知常数为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感强度B ,一学生用一根端面面积为A 的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P ,再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离△l ,并测出拉力F ,如图22-1-2所示因为F 所作的功等于间隙中磁场的能量,所以由此可得磁感强度 B 与F 、A 之间的关系为B=__________答案: 指导:根据题意,拉力所做的功为W=F ·△l ,间隙中磁场的能量为E=(△l ·A),两式相等,解得B=.Ⅱ题点经典类型题1 (典型例题)如图22-1-3所示,在—根光滑水平杆上固定三个质量相等,通过大小相等、方向如右图所示的电流的圆环A、B、C,且A、D间距离划、B.C间距离,在将它们同时释放的瞬间加速度最大的是哪一个圆环?最小的是哪个圆环?命题目的与解题技巧:把通电圆环看成磁体,判断每个圃环受的磁场力方向.或者根据同向电流相互吸引,逆向电流相互排斥方法判定每个圆环的受力情况.[解析] 设A对B的磁场力为F AB,B对A的磁场力为F BA,A对C的磁场力为F AC,C对A的磁场力为F CA,B对C的磁场力为F BC,C对O的磁场力为F CB,A、B、C三环的受力情况如图22-14所示.由图看出,F CB与F AB同向,故B环受力最大,其加速度最大.因为F BA<F BC且FAC与F AC大小相等方向相反,得F BA-F CA<F与F BC+F AC所以A环加速度最小.[答案] BA2 (典型例题)一根电缆埋藏在一堵南北走向的墙里,在墙里的西侧处,当放一指南针时,其指向刚好比原来旋转180°,由此可以断定,这根电缆中电流的方向为A.可能是向北B.可能是竖直向下C可能是向南D.可能是竖直向上答案: D 指导:在地磁场作用下,小磁针静止时N指向北方,现改;变为N极指向南方,故应有竖直向上的通电电流,即选D.3 (典型例题)若地磁场是由地表带电产生的,则地表带电情况是A.正电B.南半球带正电,北半球带负电C.负电D.北半球带正电,南北球带负电答案:C 指导:如图D 22-1所示,地理的东、西、南、北方位如图所示,地磁的N,S极与地理的南北极相反,地球自转时由西向东,由右手螺旋法则地球表面带负电,负电荷随地球表面由西向东运动,相当于正电荷由东向西运动.4 (典型例题)如图22—1—5所示,把两个完全一样的环形线圈互相垂直地放置,它们的圆心位于一个共同点O上当通以相同划、的电流时,O点处的磁感应强度与—个线圈单独产生的磁感应强度大小之比为___________答案:指导:磁感应强度是矢量,其合成遵守平行四边形定则.若画出图中O点处磁感应强度的方向,则答案为向上偏里45°.设一个线圈在O点产生的磁感应强度为B,根据安培定则和磁感应强度的矢量性,可知两个相同的环形线圈互相垂直且通以相同的电流在O点产生的磁感应强度B:B=:1.Ⅲ新高考命题题探究1 在重复奥斯特的电流磁效应实验时,为使实验方便且效果明显,通电直导线应A.平行于南北方向,位于小磁针上方B.平行于东西方向,位于小磁针上方C.平行于东南方向,位于小磁针下方D.平行于西南方向,位于小磁针下方答案:A 指导:不通电流时,小磁针指向南北方向,将直导线放在它的上方,且也在南北方向;通电流后电磁场给小磁针的转动力矩最大,效果最明显.直导线产生的电磁场与距直导线的距离有关,距离越小,电磁场越强,直导线在小磁针上方时容易与小磁针靠近.2 如图22—1—6所示,环中电流方向由左向右,且I1=I2,则圆环中心O处的磁场是A.最大,穿出纸面B.最大,垂直穿人纸面C.为零D.无法确定答案: C 指导:根据安培定则,上半圆环中电流I 1,在环内产生磁场垂直纸面向里,下半圆中电流I 2在环内产生的磁场垂直纸面向外,由于O 对于I 1,和I 2对称(距离相等),故I 1,和I 2在O 处产生的磁场大小相等,方向相反,在O 处产生的磁场大小相等,方向相反,在O 处相互抵消,故选项C 正确.3 如图21—1—7所示是一水平放置的阴极射线管,旁边有一小磁针指向南、北方向,当阴极射线管中突然有电子流从K 射向A 时,小磁针的N 极将 A.略向上方偏转 B .略向下方偏转 C..绕轴顺时针略偏小角度D.因玻璃包围射线周围,射线对小磁针无影响答案: A 指导:射线从K 射向A ,则电流方向从A 向K ,在小磁针处有竖直向上磁场产生,其N 极将向上偏转,故A 项正确.4 如图22—1—8所示,在条形磁铁S 极附近悬挂一个线圈,线圈与水平磁铁位于同一平面内,当线圈中电流沿图示方向流动时,将会出现A 线圈仅作平动、不转动B .线圈仅作转动、不平动C.从上往下看,线圈做顺时针方向转动,同时靠近磁铁D .从上往下看,线圈做逆时针方向转动,同时靠近磁铁答案: D 指导:把环形电流等效一磁针,根据安培定则此磁针垂直纸面,N 极向里,根据磁铁对磁针的作用判断答案选D .5 超导是当今高科技的热点之一,当一块磁铁靠近超导体时,超导体会产生强大的电流,对磁体有排斥作用,这种排斥可使磁体悬浮在空中,磁悬浮列车就采用了这种技术,磁体悬浮的原理是①超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同②超导体电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反③超导体使磁体处于失重状态④超导体对磁体的磁力与磁体的重力相平衡A .①③B .①④C .②③D .②④答案: D 指导:磁体与超导体是斥力作用,所以磁场方向相反,要使磁体悬浮,磁体应受平衡力,故D 正确.2019-2020年高中物理单元测评一分子动理论新人教版选修一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分.)1.阿伏加德罗常数是N A mol -1,铜的摩尔质量是μkg/mol ,铜的密度是ρ kg/m 3,则下列说法不正确的是( )A .1 m 3铜中所含的原子数为ρN AμB .一个铜原子的质量是μN AC .一个铜原子所占的体积是μρN AD .1 kg 铜所含有的原子数目是ρN A解析:1 m 3铜所含有的原子数为n =mμ·N A =ρ·V ′μN A =ρN Aμ,A 正确.一个铜原子的质量为m 0=μN A ,B 正确.一个铜原子所占的体积为V 0=V N A =μρN A ,C 正确.1 kg 铜所含原子数目为n =1μ·N A =N Aμ,D 错误.答案:D2.下列说法中正确的是 ( )A .热的物体中的分子有热运动,冷的物体中的分子无热运动B .气体分子有热运动,固体分子无热运动C .高温物体的分子热运动比低温物体的分子热运动激烈D .运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈解析:不论物体处于何种状态以及温度高低,分子都是不停地做无规则运动,只是剧烈程度与温度有关.答案:C3.甲、乙两杯水,水中均有颗粒在做布朗运动,经显微镜观察后,发现甲杯中的布朗运动比乙杯中的布朗运动激烈,则下列说法中正确的是( )A .甲杯中的水温高于乙杯中的水温B .甲杯中的水温等于乙杯中的水温C .甲杯中的水温低于乙杯中的水温D .条件不足,无法确定解析:布朗运动的激烈程度跟温度和颗粒大小有关系,故无法判断. 答案:D4.一般情况下,分子间同时存在分子引力和分子斥力;若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近为止,且甲分子固定不动,乙分子可自由移动,则去掉外力后,当乙分子运动到相距很远时,速度为v ,则在乙分子的运动过程中(乙分子的质量为m )下列说法错误的是( )A .乙分子的动能变化量为12mv 2B .分子力对乙分子做的功为12mv 2C .分子引力比分子斥力多做了12mv 2的功D .分子斥力比分子引力多做了12mv 2的功解析:由动能定理可知A 、B 正确,乙分子远离过程中,分子斥力做正功,引力做负功,动能增加12mv 2,故斥力比引力多做12mv 2的功,C 错误,D 正确.答案:C5.一定质量的0 ℃的水在凝结成0 ℃的冰的过程中,体积变大,它内能的变化是( ) A.分子平均动能增加,分子势能减少B.分子平均动能减小,分子势能增加C.分子平均动能不变,分子势能增加D.分子平均动能不变,分子势能减少解析:温度相同,分子的平均动能相同,体积改变,分子势能发生了变化.由于不清楚由水变成冰分子力做功的情况,不能从做功上来判断.从水变成冰是放出热量的过程,因此说势能减少,D对.答案:D6.(多选题)两个原来处于热平衡状态的系统分开后,由于外界的影响,其中一个系统的温度升高了5 K,另一个系统温度升高了5 ℃,则下列说法正确的是( ) A.两个系统不再是热平衡系统了B.两个系统此时仍是热平衡状态C.两个系统的状态都发生了变化D.两个系统的状态没有变化解析:两个系统原来温度相同而处于热平衡状态,分开后,由于升高的温度相同,两者仍处于热平衡状态,新的热平衡状态下温度比以前升高了,两个系统的状态都发生变化.答案:BC7.容器中盛有冰水混合物,冰的质量和水的质量相等且保持不变,则容器内( ) A.冰的分子平均动能大于水的分子平均动能B.水的分子平均动能大于冰的分子平均动能C.水的内能大于冰的内能D.冰的内能大于水的内能解析:冰水混合物温度为0 ℃,冰、水温度相同,故二者分子平均动能相同,A、B错;水分子势能大于冰分子势能,故等质量的冰、水内能相比较,水的内能大于冰的内能,C对,D错.答案:C8.甲分子固定于坐标原点O,乙分子从远处静止释放,在分子力作用下靠近甲.图中b 点是引力最大处,d点是分子靠得最近处,则乙分子加速度最大处可能是( ) A.a点B.b点C.c点D.d点解析:a点和c点处分子间的作用力为零,乙分子的加速度为零.从a点到c点分子间的作用力表现为引力,分子间的作用力做正功,速度增加,从c点到d点分子间的作用力表现为斥力,分子间的作用力做负功.由于到d 点分子的速度为零,因分子引力做的功与分子斥力做的功相等,即F cd ·L cd =F ac ·L ac ,所以F d >F b .故分子在d 点加速度最大.正确选项为D.答案:D9.实验室有一支读数不准确的温度计,在测冰水混合物的温度时,其读数为20 ℃;在测一标准大气压下沸水的温度时,其读数为80 ℃.下面分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时温度计的示数,其中正确的是( )A .41 ℃ 60 ℃B .21 ℃ 40 ℃C .35 ℃ 56 ℃D .35 ℃ 36 ℃解析:此温度计每一刻度表示的实际温度为10080-20 ℃=53 ℃,当它的示数为41 ℃时,它上升的格数为41-20=21(格),对应的实际温度应为21×53 ℃=35 ℃;同理,当实际温度为60 ℃时,此温度计应从20开始上升格数6053=36(格),它的示数应为(36+20) ℃=56 ℃.答案:C10.(多选题)如图所示,把一块洗净的玻璃板吊在测力计的下端,使玻璃板水平地接触水面,用手缓慢竖直向上拉测力计,则玻璃板在拉离水面的过程中( )A .测力计示数始终等于玻璃板的重力B .测力计示数会出现大于玻璃板重力的情况C .因为玻璃板上表面受到大气压力,所以拉力大于玻璃板的重力D .因为拉起时需要克服水分子的吸力,所以拉力大于玻璃板的重力解析:玻璃板被拉起时,要受到水分子的引力,所以拉力大于玻璃板的重力,与大气压无关,所以选B 、D.答案:BD11.下列说法中正确的是( )A .状态参量是描述系统状态的物理量,系统处于非平衡状态时各部分的参量不发生变化B .当系统不受外界影响,且经过足够长的时间,其内部各部分状态参量将会相同C .只有处于平衡状态的系统才有状态参量D .两物体发生热传递时,它们组成的系统处于平衡状态解析:处于非平衡状态的系统也有状态参量,而且参量会发生变化.经过足够长的时间,系统若不受外界影响就会达到平衡状态,各部分状态参量将会相同,故B 项正确,A 、C 项错误,而处于热传递时系统处于非平衡状态,故D 项错误.答案:B12.(多选题)有关温标的说法正确的是( )A .温标不同,测量时得到同一系统的温度数值可能是不同的B .不同温标表示的温度数值不同,则说明温度不同C .温标的规定都是人为的,没有什么理论依据D .热力学温标是从理论上规定的解析:温标是温度的测量方法,不同温标下,同一温度在数值表示上可能不同,A 正确,B 错误;热力学温标是从理论上做出的规定,C 错误,D 正确.答案:AD第Ⅱ卷(非选择题,共52分)二、实验题(本题有2小题,共14分.请按题目要求作答)13.(6分)为保护环境和生态平衡,在各种生产活动中都应严禁污染水源.在某一水库中,一艘年久失修的快艇在水面上违规快速行驶,速度为8 m/s ,导致油箱突然破裂,柴油迅速流入水中,从漏油开始到船员堵住漏油处共用1.5分钟.测量时,漏出的油已在水面上形成宽约为 a =100 m 的长方形厚油层.已知快艇匀速运动,漏出油的体积V =1.44×10-3m 3.(1)该厚油层的平均厚度D =__________;(2)该厚油层的厚度D 约为分子直径d 的________倍?(已知油分子的直径约为10-10 m)解析:(1)油层长度L =vt =8×90 m=720 m油层厚度D =V La =1.44×10-3720×100 m =2×10-8 m(2)n =D d =2×10-810-10=200(倍).答案:(1) 2×10-8m (3分) (2)200倍(3分)14.(8分)在“用单分子油膜估测分子大小”的实验中, (1)某同学操作步骤如下:①取一定量的无水酒精和油酸,制成一定浓度的油酸酒精溶液; ②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;③在蒸发皿内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定; ④在蒸发皿上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸测量油膜的面积. 改正其中的错误:___________________________________________ ____________________________________________________.(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴溶液的体积为4.8×10-3mL ,其形成的油膜面积为40 cm 2,则估测出油酸分子的直径为________ m.解析:(1)②由于一滴溶液的体积太小,直接测量时相对误差太大,应用微小量累积法减小测量误差.③液面上不撒痱子粉时,滴入的油酸酒精溶液在酒精挥发后剩余的油膜不能形成一块完整的油膜,油膜间的缝隙会造成测量误差增大甚至实验失败.(2)由油膜的体积等于一滴油酸酒精溶液内纯油酸的体积可得:d =V S =4.8×10-3×10-6×0.10%40×10-4m =1.2×10-9 m. 答案:(1)②在量筒中滴入N 滴溶液(2分) ③在水面上先撒上痱子粉(2分) (2)1.2×10-9(4分)三、计算题(本题有3小题,共38分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)15.(10分)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m 3和2.1 kg/m 3,空气的摩尔质量为0.029 kg/mol ,阿伏加德罗常数N A =6.02×1023mol -1.若潜水员呼吸一次吸入2 L 空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数.(结果保留一位有效数字)解析:设空气的摩尔质量为M ,在海底和岸上的密度分别为ρ2和ρ1,一次吸入空气的体积为V ,则有Δn =()ρ2-ρ1VMN A ,代入数据得Δn =3×1022.(10分)答案:3×1022个16.(12分)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m 3,平均摩尔质量为0.029 kg/mol.阿伏加德罗常数N A =6.02×1023mol -1,取气体分子的平均直径为2×10-10m .若气泡内的气体能完全变为液体,请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留一位有效数字)解析:设气体体积为V 0,液体体积为V 1气体分子数n =ρV 0m N A ,V 1=n πd 36(或V 1=nd 3),(4分)则V 1V 0=ρ6m πd 3N A (或V 1V 0=ρmd 3N A ),(4分) 解得V 1V 0=1×10-4(9×10-5~2×10-4均可).(4分) 答案:1×10-4(9×10-5~2×10-4均可)17.(16分)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数,把密度ρ=0.8×103kg/m 3的某种油,用滴管滴出一滴在水面上形成油膜,已知这滴油的体积为V =0.5×10-3cm 3,形成的油膜面积为S =0.7 m 2.油的摩尔质量M =0.09 kg/mol.若把油膜看成是单分子层,每个油分子看成球形,只需要保留一位有效数字,那么:(1)该油分子的直径是多少?(2)由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数N A 的值是多少?(先列出计算式,再代入数据计算)解析:(1)由d =V S可得:d =0.5×10-3×10-60.7 m≈7×10-10 m(4分)(2)每个油分子的体积V 0=16πd 3(3分)油的摩尔体积V mol =Mρ(3分)假设油是由油分子紧密排列而成的,有:N A =V mol V 0=6M πρd 3(3分)代入数据可得N A ≈6×1023mol -1. (3分) 答案:(1)7×10-10m (2)见解析。

最新人教版高中物理选修3-1 3.2磁场磁感应强度学案

最新人教版高中物理选修3-1 3.2磁场磁感应强度学案

第二节磁感应强度课前篇(学会自主学习——不看不清)【学习目标】1.理解掌握磁感应强度的大小和方向;2.理解类比,知道比值定义物理量的方法是常见的物理方法.【自主预习】磁感应强度1.方向:2.定义式:3.单位:【我的困惑】课上篇(学会合作交流——不议不明)【课上笔记】【典例剖析】在磁场中某一点放入一通电导线,导线与磁场垂直,导线长1 cm,电流为5 A,所受磁场力为5×10-2 N.求:(1)这点的磁感应强度是多大?若电流增加为10 A,所受磁场力为多大?(2)若让导线与磁场平行,这点的磁感应强度多大?通电导线受到的磁场力多大?(3)如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否可以肯定这里没有磁场?【达标检测】1.关于磁感强度下列说法中正确的是()A由B=F/IL知,磁场中某点的磁感强度的大小与IL的乘积成反比,与F成正比B无论I的方向如何都可由B=F/IL求磁感强度的大小C磁场中某处磁感强度方向与通电导线在该处的安培力的方向相同D磁场中某点的磁感强度大小是由磁场本身因素决定的,而与有无检验电流无关2.有一小段通电导线,长为1 cm,电流为5 A,把它置于磁场中某点,受到的磁场力为0.1 N,则该点的磁感应强度B一定是( )A.B=2 T B.B≤2 TC.B≥2 T D.以上情况都有可能3.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4.赤道上某处的磁感应强度大小为3×10-4 T,方向指向正北.现在该处加上一个向东的磁场,大小为4×10-4 T,则该处的磁感应强度大小为________,方向为________.5.下列说法中正确的是( )A.电荷在某处不受静电力的作用,则该处的电场强度为零B.一小段通电导线在某处不受磁场力的作用,则该处磁感应强度一定为零C.把一个试探电荷放在电场中的某点,它受到的静电力与其电荷量的比值表示该点电场的强弱D.把一小段通电导线放在磁场中某处,所受的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值,表示该处磁场的强弱6.磁感应强度为矢量,它可以分解为几个分量.(1)如果北半球某处地磁场的磁感应强度大小为B,与水平方向的夹角为θ,那么该处地磁场的磁感应强度的水平分量和竖直分量各为多大?(2)如果地理南、北极和地磁北、南极是重合的,那么在赤道上空磁场的竖直分量是多大?在极地上空地磁场的水平分量是多大?。

高中物理 3.2磁感应强度教案 新人教版选修3-1(2021年整理)

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3.2 磁感应强度教学目标1、知道磁感应强度B 的定义、方向、大小、定义式和单位2、进一步体会通过比值法定义物理量的方法.3、学会电场与磁场的类比。

教学重点:磁感应强度的物理意义教学难点:磁感应强度概念的建立。

教学过程(一)引入新课教师:磁场不仅具有方向,而且也具有强弱,为表征磁场的强弱和方向就要引入一个物理量。

怎样的物理量能够起到这样的作用呢?紧接着教师提问以下问题。

(1)用哪个物理量来描述电场的强弱和方向?[学生答]用电场强度来描述电场的强弱和方向。

2、电场强度是如何定义的?其定义式是什么?[学生答]电场强度是通过将一检验电荷放在电场中分析电荷所受的电场力与检验电荷量的比值来定义的,其定义式为E=qF . 过渡语:今天我们用相类似的方法来学习描述磁场强弱和方向的物理量——磁感应强度。

(二)进行新课1、磁感应强度的方向教师:电场和磁场都是客观存在的。

电场有强弱和方向,磁场也有强弱和方向。

大家想一下,电场强度的方向是如何规定的?对研究磁感应强度的方向你有何启发?学生:物理学规定正电荷所受电场力的方向为该点的电场强度的方向。

场强的方向是从电荷受力的角度规定的。

小磁针放入磁场中会受到磁场力的作用,因此,磁场的方向可以从小磁针受力的角度规定。

教师指出:物理学规定在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是该点的磁场方向,亦即磁感应强度的方向。

高中物理第三章磁场微型专题6安培力的应用教案新人教版选修3_1

高中物理第三章磁场微型专题6安培力的应用教案新人教版选修3_1

微型专题6 安培力的应用[学科素养与目标要求]物理观念:1.会用左手定则判断安培力的方向和导体的运动方向.2.知道电流元法、等效法、结论法、转换研究对象法.科学思维:1.会利用电流元法、等效法、结论法分析在安培力作用下导体的运动和平衡问题.2.会结合牛顿第二定律求导体棒的瞬时加速度.一、安培力作用下导体运动的判断1.电流元法即把整段电流等效为多段直线电流元,运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合力的方向.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所受安培力的方向.3.等效法环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁.条形磁铁也可以等效成环形电流或通电螺线管.通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析.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.5.转换研究对象法因为电流之间、电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律,定性分析磁体在电流产生的磁场中的受力和运动时,可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力,然后由牛顿第三定律,再确定磁体所受电流的作用力.例1 如图1所示,把一重力不计的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以在空间自由运动,当导线通以图示方向电流I时,导线的运动情况是(从上往下看)( )图1A.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,同时上升答案 C解析如图所示,将导线AB分成左、中、右三部分.中间一段开始时电流方向与磁场方向一致,不受力;左端一段所在处的磁场方向斜向上,根据左手定则知其受力方向向外;右端一段所在处的磁场方向斜向下,受力方向向里.当转过一定角度时,中间一段电流不再与磁场方向平行,由左手定则可知其受力方向向下,所以从上往下看导线将一边逆时针方向转动,一边向下运动,C选项正确.判断导体在磁场中运动情况的常规思路不管是电流还是磁体,对通电导体的作用都是通过磁场来实现的,因此,此类问题可按下列步骤进行分析:(1)确定导体所在位置的磁场分布情况.(2)结合左手定则判断导体所受安培力的方向.(3)由导体的受力情况判定导体的运动方向.[学科素养] 例1根据安培力的方向来判断导体的运动方向.这是基于事实证据进行科学推理,体现了“科学思维”学科素养的“科学推理”这个要素.针对训练1 (2018·扬州中学高二期中)如图2所示,通电直导线ab位于两平行导线横截面M、N的连线的中垂线上.当平行导线M、N通以同向等值电流时,下列说法中正确的是( )图2A.ab顺时针旋转B.ab逆时针旋转C.a端向外,b端向里旋转D.a端向里,b端向外旋转答案 C解析首先分析出两个平行电流在直导线ab处产生的磁场情况,如图所示,两电流产生的、在直导线ab上部分的磁感线方向都是从左向右,则ab上部分电流受到的安培力方向垂直纸面向外;ab下部分处的磁感线方向都是从右向左,故ab下部分电流受到的安培力方向垂直纸面向里.所以,导线的a端向外旋转,导线的b端向里旋转.例2 如图3所示,条形磁铁放在桌面上,一根通电直导线由S极的上端平移到N极的上端的过程中,导线保持与磁铁垂直,导线的通电方向如图所示.则这个过程中磁铁受到的摩擦力(磁铁保持静止)( )图3A .为零B .方向由向左变为向右C .方向保持不变D .方向由向右变为向左答案 B解析 首先磁铁上方的磁感线从N 极出发回到S 极,是曲线,直导线由S 极的上端平移到N 极的上端的过程中,通电导线的受力由左上方变为正上方再变为右上方,根据牛顿第三定律知,磁铁受到的力由右下方变为正下方再变为左下方,磁铁静止不动,所以所受摩擦力方向由向左变为向右,B 正确.点拨:定性分析磁体在电流产生的磁场中的受力和运动时,可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力,然后由牛顿第三定律,再确定磁体所受电流的作用力.二、安培力作用下的平衡1.解题步骤(1)明确研究对象;(2)先把立体图改画成平面图,并将题中的角度、电流的方向、磁场的方向标注在图上;(3)正确受力分析(包括安培力),然后根据平衡条件:F 合=0列方程求解.2.分析求解安培力时需要注意的问题(1)首先画出通电导体所在处的磁感线的方向,再根据左手定则判断安培力方向;(2)安培力大小与导体放置的角度有关,但一般情况下只要求导体与磁场垂直的情况,其中L 为导体垂直于磁场方向的长度,为有效长度.例3 如图4甲所示,一对光滑平行金属导轨与水平面成α角,两导轨的间距为L ,两导轨顶端接有电源,将一根质量为m 的直导体棒ab 垂直放在两导轨上.已知通过导体棒的电流大小恒为I ,方向由a 到b ,图乙为沿a →b 方向观察的侧视图.若重力加速度为g ,在两导轨间加一竖直向上的匀强磁场,使导体棒在导轨上保持静止.图4(1)请在图乙中画出导体棒受力的示意图;(2)求出导体棒所受的安培力大小;(3)保持通过导体棒的电流不变,改变两导轨间的磁场方向,导体棒在导轨上仍保持静止,试求磁感应强度B 的最小值及此时的方向.答案 (1)见解析图 (2)mg tan α (3)mg sin αIL垂直轨道斜向上 解析 (1)如图所示(2)由平衡条件,磁场对导体棒的安培力F =mg tan α(3)当安培力方向平行于导轨斜向上时,安培力最小,磁感应强度最小,由平衡条件知,最小安培力F min =mg sin α,即BIL =mg sin α则最小的磁感应强度B =mg sin αIL由左手定则知磁感应强度方向垂直导轨斜向上针对训练2 如图5所示,用两根绝缘细线将质量为m 、长为l 的金属棒ab 悬挂在c 、d 两处,置于匀强磁场内.当棒中通以从a 到b 的电流I 后,两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态.为了使棒平衡在该位置上,所需磁场的最小磁感应强度的大小和方向为(重力加速度为g )( )图5A.mg Il tan θ,竖直向上B.mg Il tan θ,竖直向下C.mg Il sin θ,平行于悬线向下D.mg Ilsin θ,平行于悬线向上 答案 D解析 要求所加磁场的磁感应强度最小,应使棒平衡时所受的安培力有最小值.由于棒的重力恒定,悬线拉力的方向不变,由受力分析可知,安培力与拉力方向垂直时有最小值F min =mg sin θ,即IlB min =mg sin θ,得B min =mg Ilsin θ,方向应平行于悬线向上,故选D.1.(安培力作用下导体运动方向的判断)如图6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线圈平面.当线圈内通以图示方向的电流(从右向左看沿逆时针方向)后,线圈的运动情况是( )图6A .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答案 A解析 将环形电流等效成小磁针,如图所示,根据异名磁极相互吸引知,线圈将向左运动,也可将左侧条形磁铁等效成环形电流,根据结论“同向电流相吸引,异向电流相排斥”也可判断出线圈向左运动,选A.2.(安培力作用下导体运动方向的判断)一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方,如图7所示,如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流,则导线ab受到安培力的作用后的运动情况为( )图7A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管答案 D解析先由安培定则判断通电螺线管的南、北两极,找出导线左、右两端磁感应强度的方向,并用左手定则判断这两端受到的安培力的方向,如图甲所示.可以判断导线受到磁场力作用后从上向下看按逆时针方向转动,再分析导线转过90°时导线位置的磁场方向,再次用左手定则判断导线所受磁场力的方向,如图乙所示,可知导线还要靠近螺线管,所以D正确,A、B、C错误.3.(安培力作用下的平衡)(多选)如图8所示,在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时磁铁对水平面的压力为F N1,现在磁铁左上方位置固定一导体棒,当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后,磁铁对水平面的压力为F N2,则以下说法正确的是( )图8A.弹簧长度将变长B.弹簧长度将变短C.F N1>F N2D.F N1<F N2答案BC4.(安培力作用下的平衡)(2018·盐城市阜宁县高二上期中)如图9所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6×10-2 kg的通电直导线,电流大小I=1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动.图9(1)整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T、方向竖直向上的磁场中.设t=0时,B=0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)(2)整个装置放在竖直平面内的匀强磁场中,若斜面对导线的支持力为零,求磁感应强度的最小值及其方向.答案(1)5 s (2)1.2 T 方向平行斜面向上解析(1)斜面对导线的支持力为零时导线的受力如图所示.由平衡条件得F T cos 37°=FF T sin 37°=mg联立两式解得F=mgtan 37°=0.8 N由F=BIL得B=FIL=2 T由题意知,B与t的变化关系为B=0.4t代入数据得t=5 s(2)导线在重力、绳的拉力和安培力的作用下保持平衡,当安培力与斜面垂直时,B有最小值B1,则有:B1IL=mg cos 37°解得B1=1.2 T,方向平行斜面向上.一、选择题考点一安培力作用下导体的运动1.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯里的导电液体面相接触,并使它组成如图1所示的电路图.当开关S接通后,将看到的现象是( )图1A.弹簧向上收缩B.弹簧被拉长C.弹簧上下跳动D.弹簧仍静止不动答案 C解析因为通电后,弹簧中每一圈的电流都是同向的,互相吸引,弹簧缩短,电路就断开了,断开后没电流了,弹簧掉下来接通电路……如此通断通断,弹簧上下跳动.2.固定导线c垂直纸面,可动导线ab通以如图2所示方向的电流,用测力计悬挂在导线c 的上方,导线c中通以如图所示的电流时,以下判断正确的是( )图2A.导线a端转向纸外,同时测力计读数减小B.导线a端转向纸外,同时测力计读数增大C.导线a端转向纸里,同时测力计读数减小D.导线a端转向纸里,同时测力计读数增大答案 B解析导线c中电流产生的磁场在右边平行纸面斜向左上,在左边平行纸面斜向左下,在ab 左右两边各取一小电流元,根据左手定则,左边的电流元所受的安培力方向向外,右边的电流元所受安培力方向向里,知ab导线逆时针方向(从上向下看)转动.当ab导线转过90°后,两导线电流为同向电流,相互吸引,导致测力计的读数变大,故B正确,A、C、D错误.3.两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动,设大小不同的电流按如图3所示的方向通入两铝环,则两环的运动情况是( )图3A.都绕圆柱体转动B.彼此相向运动,且具有大小相等的加速度C.彼此相向运动,电流大的加速度大D.彼此背向运动,电流大的加速度大答案 B解析同向环形电流间相互吸引,虽然两电流大小不等,但根据牛顿第三定律知两铝环间的相互作用力大小必相等,选项B正确.4.通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内,L1是固定的,L2可绕垂直纸面的固定光滑转轴O转动(O为L2的中心),各自的电流方向如图4所示.下列哪种情况将会发生( )图4A.因L2不受磁场力的作用,故L2不动B.因L2上、下两部分所受的磁场力平衡,故L2不动C.L2绕轴O按顺时针方向转动D.L2绕轴O按逆时针方向转动答案 D解析由右手螺旋定则可知导线L1上方的磁场的方向为垂直纸面向外,且离导线L1的距离越远的地方,磁感应强度越弱,导线L2上的每一小部分受到的安培力方向水平向右,由于O点的下方磁场较强,则安培力较大,因此L2绕轴O按逆时针方向转动,D选项对.考点二安培力作用下的平衡5.如图5所示,一重为G1的通电圆环置于水平桌面上,圆环中电流方向为顺时针方向(从上往下看),在圆环的正上方用轻绳悬挂一条形磁铁,磁铁的中心轴线通过圆环中心,磁铁的上端为N极,下端为S极,磁铁自身的重力为G2.则关于圆环对桌面的压力F和磁铁对轻绳的拉力F′的大小,下列关系中正确的是( )图5A.F>G1,F′>G2B.F<G1,F′>G2C.F<G1,F′<G2D.F>G1,F′<G2答案 D解析顺时针方向的环形电流可以等效为一个竖直放置的小磁针,由安培定则可知,小磁针的N极向下,S极向上,故与磁铁之间的相互作用力为斥力,所以圆环对桌面的压力F将大于圆环的重力G1,磁铁对轻绳的拉力F′将小于磁铁的重力G2,选项D正确.6.(多选)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,当给细杆通以如图A、B、C、D所示的电流时,可能使杆静止在导轨上的是( )答案AC解析A图中金属杆受重力、沿导轨向上的安培力和支持力,若重力沿导轨向下的分力与安培力大小相等,细杆可能静止,故A正确.B图中金属杆受重力和导轨的支持力,二力不可能平衡,故B错误.若C图中金属杆所受重力与安培力大小相等,则二力平衡,细杆可能静止,故C正确.D图中金属杆受重力、水平向左的安培力和支持力,三个力不可能达到平衡,故D 错误.7.(多选)如图6所示,一根通电的直导体棒放在倾斜的粗糙斜面上,置于图示方向的匀强磁场中,处于静止状态.现增大电流,导体棒仍静止,则在增大电流过程中,导体棒受到的摩擦力的大小变化情况可能是( )图6A.一直增大B.先减小后增大C.先增大后减小D.始终为零答案AB解析若F安<mg sin α,因安培力向上,则摩擦力向上,当F安增大时,F f减小到零,再向下增大;若F安>mg sin α,摩擦力向下,随F安增大而一直增大;若F安=mg sin α,摩擦力为零,随F安增大摩擦力向下一直增大.故选A、B.8.(多选)如图7,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轴正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ,重力加速度为g .则磁感应强度方向和大小可能为( )图7A .z 轴正方向,mg IL tan θB .y 轴正方向,mg ILC .z 轴负方向,mg IL tan θD .沿悬线向下,mg IL sin θ 答案 BCD解析 磁感应强度方向为z 轴正方向时,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿y 负方向,直导线不能平衡,所以A 错误;磁感应强度方向为y 轴正方向时,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿z 轴正方向,根据平衡条件,当BIL 刚好等于mg 时,细线的拉力为零,B =mg IL ,所以B 正确;磁感应强度方向为z 轴负方向时,根据左手定则,直导线所受安培力方向沿y 轴正方向,根据平衡条件BIL =mg tan θ,所以B =mg IL tan θ,所以C 正确;磁感应强度方向沿悬线向下时,根据左手定则,直导线所受安培力方向垂直于线斜向上,根据平衡条件:F =mg sin θ,得:B =mg sin θIL,故D 正确. 9.一条形磁铁静止在斜面上,固定在磁铁中心的竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定电流,如图8所示.若将磁铁的N 极位置与S 极位置对调后,仍放在斜面上原来的位置,则磁铁对斜面的压力F 和摩擦力F f 的变化情况分别是( )图8A .F 增大,F f 减小B .F 减小,F f 增大C .F 与F f 都增大D .F 与F f 都减小答案 C解析 题图中电流与磁体间的磁场力为引力,若将磁极位置对调则相互作用力为斥力,再由受力分析可知选项C 正确.10.(2018·洛阳市高二第一学期期末)如图9所示,三根长为L 的平行长直导线的横截面在空间构成等边三角形,电流的方向垂直纸面向里.电流大小均为I ,其中A 、B 电流在C 处产生的磁感应强度的大小均为B 0,导线C 位于水平面处于静止状态,则导线C 受到的静摩擦力是( )图9A.3B 0IL ,水平向左B.3B 0IL ,水平向右C.32B 0IL ,水平向左D.32B 0IL ,水平向右 答案 B解析 A 、B 电流在C 处产生的磁感应强度的大小均为B 0,作出磁感应强度的合成图如图所示,根据力的平行四边形定则,结合几何关系,则有B C =3B 0;再由左手定则可知,安培力方向水平向左,大小为F =3B 0IL ,由于导线C 处于静止状态,所以导线C 受到的静摩擦力大小为3B 0IL ,方向水平向右,故选B.11.(多选)在同一光滑斜面上放同一导体棒,如图10所示是两种情况的剖面图.它们所处空间有磁感应强度大小相等的匀强磁场,但方向不同,一次垂直斜面向上,另一次竖直向上,两次导体棒A 分别通有电流I 1和I 2,都处于静止平衡状态.已知斜面的倾角为θ,则( )图10A .I 1∶I 2=cos θ∶1B .I 1∶I 2=1∶1C .导体棒A 所受安培力大小之比F 1∶F 2=sin θ∶cos θD .斜面对导体棒A 的弹力大小之比F N1∶F N2=cos 2 θ∶1答案 AD解析 分别对导体棒受力分析,如图所示,利用平衡条件即可求解第一种情况:F 1=BI 1L =mg sin θ,F N1=mg cos θ解得:I 1=mg sin θBL第二种情况:F 2=BI 2L =mg tan θ,F N2=mg cos θ解得:I 2=mg tan θBL 所以F 1F 2=BI 1L BI 2L =I 1I 2=sin θtan θ=cos θ,F N1F N2=cos θ1cos θ=cos 2 θ 可见,A 、D 正确,B 、C 错误.二、非选择题12.(2018·平顶山市、许昌市、汝州市高二上学期第二次联考)如图11所示,两平行金属导轨间的距离L =0.4 m ,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.5 T、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=4.5 V、内阻r=0.5 Ω的直流电源.现把一个质量m=0.04 kg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R0=2.5 Ω,金属导轨电阻不计,g取10 m/s2.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:图11(1)通过导体棒的电流大小;(2)导体棒受到的安培力大小;(3)导体棒受到的摩擦力大小.答案(1)1.5 A (2)0.3 N (3)0.06 N解析(1)根据闭合电路欧姆定律I=ER0+r=1.5 A.(2)导体棒受到的安培力F安=BIL=0.3 N.(3)对导体棒受力分析如图所示,将重力分解有F1=mg sin 37°=0.24 N,F1<F安,根据平衡条件,mg sin 37°+F f=F安,解得F f=0.06 N.13.(2018·天津市六校高二第一学期期末)如图12所示,两光滑平行金属导轨间的距离L=0.4 m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场.现把一个质量m=0.04 kg的导体棒ab垂直放在金属导轨上,当接通电源后,导轨中通过的电流恒为I=1.5 A时,导体棒恰好静止,g取10 m/s2.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:图12(1)磁场的磁感应强度为多大?(2)若突然只将磁场方向变为竖直向上,其他条件不变,则磁场方向改变后的瞬间,导体棒的加速度为多大?答案(1)0.4 T (2)1.2 m/s2解析(1)导体棒受力如图甲所示,建立直角坐标系如图根据平衡条件得:F安-mg sin 37°=0而F安=BIL解得B=0.4 T(2)导体棒受力如图乙所示,建立直角坐标系如图根据牛顿第二定律得:mg sin 37°-F安′cos 37°=ma F安′=BIL解得:a=1.2 m/s2即导体棒的加速度大小为1.2 m/s2,方向沿斜面向下.。

2024年物理教案安培力磁感应强度

2024年物理教案安培力磁感应强度

2024年物理教案安培力磁感应强度一、教学内容本节课选自高中物理教材《物理》(选修31)第四章第4节“安培力与磁感应强度”。

具体内容包括:安培力的定义、磁感应强度的概念及其计算,通过实验探究安培力与电流、磁场的关系,以及左手定则的应用。

二、教学目标1. 让学生理解安培力的概念,掌握安培力的大小和方向计算方法;2. 使学生掌握磁感应强度的定义,了解磁感应强度与安培力的关系;3. 培养学生运用左手定则解决实际问题的能力。

三、教学难点与重点教学难点:安培力的计算,左手定则的应用。

教学重点:磁感应强度的概念,安培力与磁感应强度的关系。

四、教具与学具准备教具:电流表、磁场演示仪、磁铁、导线、滑动变阻器、电源等。

学具:左手定则图示、计算器、草稿纸等。

五、教学过程1. 实践情景引入:展示电流在磁场中受到力的现象,引导学生思考电流与磁场之间的关系。

2. 教学内容讲解:(1)安培力的定义及计算公式;(2)磁感应强度的概念,介绍磁感应强度的单位;(3)左手定则的应用,讲解安培力方向与电流、磁场的关系。

3. 例题讲解:选取典型例题,演示解题过程,引导学生运用左手定则和安培力计算公式解决问题。

4. 随堂练习:布置相关练习题,让学生巩固所学知识,并及时给予反馈。

5. 实验探究:分组进行实验,探究安培力与电流、磁场的关系,培养学生动手能力和合作精神。

六、板书设计1. 安培力的定义与计算公式;2. 磁感应强度的概念及单位;3. 左手定则的应用;4. 典型例题及解题过程;5. 实验探究步骤及结论。

七、作业设计1. 作业题目:(1)计算题:已知电流和磁场,求安培力;(2)判断题:判断安培力方向;(3)应用题:运用左手定则解决实际问题。

2. 答案:课后统一发放。

八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸:引导学生了解磁感应强度的测量方法,探讨磁感应强度与电流、导线长度的关系,激发学生进一步学习的兴趣。

重点和难点解析1. 安培力的计算方法;2. 左手定则的应用;3. 实验探究安培力与电流、磁场的关系;4. 作业设计的难度与答案的准确性。

高中物理 磁感应强度、安培力复习学案 新人教版选修3

高中物理 磁感应强度、安培力复习学案 新人教版选修3

高中物理磁感应强度、安培力复习学案新人教版选修3磁感应强度、安培力【学习目标】磁感应强度、安培力的大小和方向。

【自主学习】一、磁感应强度比值定义B:其中①导线与磁场,②F为,③B为导线所在处的④B的大小与I、L、F ,决定。

B是矢量,计算时遵循二、安培力大小:如图:一根长为L的直导线,处于磁感应强度为B的匀强磁场中且与B的夹角为,当通过电流I时,安培力的大小可表示为F= 。

当=90°时,安培力最大,FMAX=当=0°或=180°时,安培力为。

方向:用左手定则判定,安培力始终垂直于和所决定的平面,但和不一定垂直。

若它二者中任一量反向,F将。

【典型例题】1、在纸面上有一个等边三角形ABC,其顶点处都通有相同电流的三根长直导线垂直于纸面位置。

电流方向如图所示,每根通电导线在三角形的中心O产生的磁感应强度大小为B0。

则中心O处的磁感应强度大小为。

2、在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线,如图所示,四根导线中电流I4=I3>I2>I1,要使O点磁场增强,则应切断哪一根导线中的电流?1BA、I1B、I2C、I3D、I43、如图,一通电直导线位于蹄形磁铁、磁极的正上方,当通以电流I时,试判断导线的运动情况。

4、如图所示,A为一水平旋转的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如图。

当圆盘高速绕中心轴OO′转动时,通电直导线所受磁场力的方向是A、竖直向上B、竖直向下C、水平向里D、水平向外 A N B S 5、如图所示,两根平行放置的导电轨道,间距为L,倾角为,轨道间接有电动势为E的电源,现将一根质量为M、电阻为R的金属杆AB与轨道垂直放于导电轨道上,轨道的摩擦和电阻均不计,要使AB杆静止,所加匀强磁场的磁感应强度至少多大?什么方向?【针对训练】1、下列说法中正确的是A、电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度为零B、一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零C、表征电场中某点电场的强弱,是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值D、表征磁场中某点磁场的强弱,是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力2与该小段导体长度和电流乘积的比值2、在球体上分别沿经、纬两个方向互相垂直的套有两个绝缘导线环AA′和BB′,环中通有相同大小的恒定电流,则球心处磁感应强度的方向为:A、指向左上方B、指向右下方C、竖直向上D、水平向右3、如图所示,原来静止的圆形通电线圈通以逆时针方向的电流I,在其直径AB上靠近B点放一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线,通过如图所示的方向的电流I′,在磁场力作用下圆线圈将A、向左运动B、向右运动C、以直径AB为轴运动D、静止不动4、质量为M的通电细杆AB置于倾角为的导轨上,导轨宽度为D,杆AB与导轨间的动摩擦因数为。

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高中物理磁感应强度、安培力复习学案新人
教版选修
【学习目标】
磁感应强度、安培力的大小和方向。

【自主学习】
一、磁感应强度(1)比值定义 B:
其中导线与磁场,F 为,B 为导线所在处的 B 的大小与I、L、F ,由决定。

(2)B 是矢量,计算时遵循
二、安培力(1)大小:
如图:一根长为 L 的直导线,处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中且与 B 的夹角为,当通过电流 I 时,安培力的大小可表示为 F= 。

当 =90时,安培力最大,F MAX= 当 =0或 =180时,安培力为。

(2)方向:用左手定则判定,安培力始终垂直于和所决定的平面,但和不一定垂直。

若它二者中任一量反向,F 将。

【典型例题】
1、在纸面上有一个等边三角形 ABC,其顶点处都通有相同电流的三根长直导线垂直于纸面位置,电流方向如图所示,每根
通电导线在三角形的中心 O 产生的磁感应强度大小为 B0。

则中心 O 处的磁感应强度大小为。

2、在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线,如图所示,四根导线中电流 I4=I3I2I1,要使 O 点磁场增强,则应切断哪一根导线中的电流?() B
A、I1
B、I2
C、I3
D、I4
3、如图,一通电直导线位于蹄形磁铁、磁极的正上方,当通以电流 I 时,试判断导线的运动情况。

4、如图所示,A 为一水平旋转的橡胶盘,带有大量均匀分布的负电荷,在圆盘正上方水平放置一通电直导线,电流方向如图。

当圆盘高速绕中心轴 OO转动时,通电直导线所受磁场力的方向是()
A、竖直向上
B、竖直向下
C、水平向里
D、水平向外
5、如图所示,两根平行放置的导电轨道,间距为 L,倾角为,轨道间接有电动势为 E(内阻不计)的电源,现将一根质量为 M、电阻为 R 的金属杆 AB 与轨道垂直放于导电轨道上,
轨道的摩擦和电阻均不计,要使 AB 杆静止,所加匀强磁场的磁感应强度至少多大?什么方向?
【针对训练】
1、下列说法中正确的是()
A、电荷在某处不受电场力的作用,则该处电场强度为零
B、一小段通电导线在某处不受磁场力作用,则该处磁感应强度一定为零
C、表征电场中某点电场的强弱,是把一个检验电荷放在该点时受到的电场力与检验电荷本身电荷量的比值 SN A B
D、表征磁场中某点磁场的强弱,是把一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导体长度和电流乘积的比值
2、在球体上分别沿经、纬两个方向互相垂直的套有两个绝缘导线环 AA和 BB,环中通有相同大小的恒定电流(如图),则球心处磁感应强度的方向为:(AA面水平, BB面垂直纸面竖直)()
A、指向左上方
B、指向右下方
C、竖直向上
D、水平向右
3、如图所示,原来静止的圆形通电线圈通以逆时针方向的电流 I,在其直径 AB 上靠近 B 点放一根垂直于线圈平面的固定
不动的长直导线,通过如图所示的方向的电流 I,在磁场力作用下圆线圈将()
A、向左运动
B、向右运动
C、以直径 AB 为轴运动
D、静止不动
4、质量为 M 的通电细杆 AB 置于倾角为的导轨上,导轨宽度为 D,杆 AB 与导轨间的动摩擦因数为。

有电流时,AB 恰好能在导轨上静止,如图所示,它的四个侧视图中标出四种可能的匀强磁场方向,其中杆 AB 又与导轨之间的摩擦力可能为零的图是()(A)图(B)图(C)图(D)图
A、
B、
C、
D、
5、一根长度 0、1 米的均匀金属杆,两端焊接等长的细软导线,悬挂在同一水平的两点上,ABCD 所在的区域内有一竖直方向的匀强磁场,当 AB 中通以如图所示电流时,金属杆 AB 偏离原来的位置到两根悬线和竖直方向的夹角为30时保持平衡,如果金属杆 AB 的质量为 0、0866 千克,其中通过电流强度为10 安,求匀强磁场的磁感应强度(G 取10 米/ 秒2)
【能力训练】
1、下列叙述正确的是()
A、放在匀强磁场中的通电导线受到恒定的磁场力
B、沿磁感线方向,磁场逐渐减弱
C、磁场的方向就是通电导体所受磁场力的方向
D、安培力的方向一定垂直磁感应强度和直导线所决定的平面
2、如图,O 为圆心,KN、LM 是半径分别为 ON、OM 的同心圆,若 O 处垂直纸面放置一载流直导线,电流垂直纸面向外。

用一条导线围成如图所示回路 KLMN,当回路中沿图示方向通以电流时,此回路将()
A、向左平动
B、在纸面向绕过 O 点垂直于纸面的轴转动
C、KL 边向外,MN 边向里运动
D、KL 边向里,MN 边向外运动
3、如图所示,一重为 G1的通电圆环置于水平桌面,环中电流方向为顺时针方向(从上往下看),在环的正上方用轻绳悬挂一条形磁铁,磁铁的中心轴线通过圆环中心,磁铁的上端为 N 极,下端为 S 极,磁铁自身重为 G2,则下列关于圆环对桌面压力 F,磁铁对轻绳拉力 F的大小正确的是()
A、FG1,FG2
B、FG1,FG2
C、FG1,FG2
D、FG1,FG2
4、如图所示,水平桌面上放一根条形磁铁,磁铁正中央上方吊着跟磁铁垂直的导线,当导线中通入指向纸内的电流时()
A、悬线上的拉力将变大
B、悬线上的拉力将变小
C、条形磁铁对水平桌面的压力将变大
D、条形磁铁对水平桌面的压力将不变
5、载流导线 L
1、L2处在同一平面内,L1是固定的,L2可绕垂直纸面的固定转轴 O 转动,各自的电流方向如图所示,则下列说法中正确的是()
A、因不受磁场力作用,故 L2不动
B、因 L2所受的磁场力对轴 O 的力矩相平衡,故 L2不动
C、L2绕轴 O 按顺时针方向转动
D、L2绕轴 O 按逆时针方向转动
6、如图所示,AB 是两根靠在一起的平行通电直导线,其中电流分别为 IA和 IB(已知 IAI B),电流方向如图。

当垂直于
A、B 所在的平面加一个磁感应强度为 B 的匀强磁场,导线A 恰好能处于平衡状态,则导线 B 的受力情况与加磁场 B 以前相比()
A、不再受磁场力作用
B、所受磁场力是原来的2 倍
C、所受磁场力小于原来的2 倍
D、所受磁场力大于原来的2 倍
7、如图所示,闭合导线 ABA 中通入电流 I 方向如图,匀强磁场 B 垂直纸面向里,且与闭合导线平面垂直,直导线 AB 长为 L,则闭合导线受到的安培力大小是,弯曲导线 AB 受到的安培力的大小是,方向,直导线 AB 受到的安培力大小是,方向。

8、如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,并在竖直向上的磁场中,一根质量为
3、6KG,有效长度2M 的金属棒放在导轨上,当金属棒中的电流为5A 时,金属棒做匀速运动;当金属棒中的电流强度增大到8A 时,金属棒能获得2M/S2的加速度,则磁场的磁感应强度为多少?
9、如图所示,有一根导线 AB 紧靠在竖直导轨上,它们之间的摩擦因数为 =0、5,匀强磁场方向竖直向上,磁感应强度
B=0、4T,如果导线的质量为 M=0、010KG,长度 L=0、20M,问在导线 AB 上至少要通以多大的电流才能使它保持静止?电流方向如何?
(G 取10M/S2)
10、如图所示,将长50CM、质量为10G 的均匀金属棒 AB 的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态,位于垂直纸面向里的匀
强磁场中,当金属棒中通过 0、4A 电流时,弹簧恰好不伸长,求:
(1)匀强磁场中磁感应强度是多大?
(2)当金属棒通过 0、2A 由 A 到 B 的电流时,弹簧伸长1 厘米,如果电流方向由 B 到 A,而电流大小不变,弹簧伸长又
是多少?
【学后反思】
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参考答案:
典型例题
1、O
2、D
3、由上往下看导线,逆时针转动的同时向下运动
4、D
5、B= sinLEmgR,垂直于轨道平面向上针对训练
1、AC
2、A
3、C
4、A
5、B=0、5T 能力训练
1、D
2、C
3、D
4、A
5、D
6、C
7、零 BIL 水平向左 BIL 水平向右
8、B=
1、2T
9、I=
2、5A 由 BA
10、(1)0、5T (2)3CM。

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