人教版普通高中物理

選擇性必修第二冊(cè)1.1磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力我們已經(jīng)知道磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用，并把通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的力稱(chēng)為安培力（Ampèreforce），把電流的單位定為安培。安培于1820年通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用，他是電動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)始人，被譽(yù)為“電學(xué)中的牛頓”，在電磁學(xué)方面有杰出的貢獻(xiàn)。實(shí)驗(yàn)探究：安培力的方向與哪些因素有關(guān)？（控制變量法）問(wèn)題一：交換磁極位置，改變磁場(chǎng)方向，導(dǎo)線受力的方向是否改變?問(wèn)題二：改變導(dǎo)線中電流的方向，導(dǎo)線受力的方向是否改變？分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明安培力的方向與磁場(chǎng)方向、電流方向有怎樣的關(guān)系？實(shí)驗(yàn)表明：安培力的方向與電流方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均垂直。一、安培力的方向1.判斷方法---左手定則：伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。2.特點(diǎn)：F安既?B,也?I,垂直B、I決定的平面，但B、I不一定垂直。注：磁感線從掌心進(jìn)入，不一定垂直掌心。

例1：判斷下列各圖中F安的方向立體圖轉(zhuǎn)平面圖，物理學(xué)規(guī)定“叉進(jìn)點(diǎn)出”，具體如下：×垂直直面向里的磁場(chǎng)

·垂直直面向外的磁場(chǎng)注：無(wú)論B、I是否垂直，安培力總是垂直B、I所決定的平面，且滿(mǎn)足左手定則。先將下圖轉(zhuǎn)化為平面圖，再畫(huà)出安培力例2：判斷下列各圖中標(biāo)紅的電流所受F安的方向思考：電流與電流間有無(wú)相互作用？規(guī)律如何？3.結(jié)論：同向電流相吸，異向電流相斥,電流是“同性戀”。FFFF例3．如圖1.1-12所示的實(shí)驗(yàn)：把一根柔軟的彈簧懸掛起來(lái)，使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸，觀察通電后的現(xiàn)象。請(qǐng)你分析一下，通電后有可能發(fā)生怎樣的現(xiàn)象？1.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)（I⊥B）2.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)（I

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B）F=ILBF=03.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向成某一角度θ時(shí)呢？F=ILBsinθBIθBLIBI方法：分解磁感應(yīng)強(qiáng)度B或投影通電導(dǎo)線二、安培力的大小4.對(duì)公式F=BIL的理解①F=BIL和F=0是通式F=BILsinθ，θ=90°和θ=0或180°的特例.③L指“有效長(zhǎng)度”，等于連接兩端點(diǎn)線段的長(zhǎng)度，電流沿L由始端流向末端.②F=BIL適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B、I、L三者兩兩垂直.④任一閉合電流在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中所受安培力的合力為零.√√√例4.如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m，與水平面夾角為45°，金屬棒MN的質(zhì)量為0.1kg，處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，為使MN處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電阻R應(yīng)為多少？(其他電阻不計(jì))答案R=0.2Ω例5.質(zhì)量為m=0.02kg的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ=370的平行放置的導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌的寬度d=0.2m,桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下,如圖所示?，F(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,為使桿ab靜止不動(dòng),則通過(guò)桿ab的電流范圍為多少?（g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8）答案：0.14——0.46A三、判斷安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況完成以下題目，并總結(jié)判斷安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)情況的方法√提示：環(huán)形電流可等效為條形磁鐵√√√

√結(jié)論1：同向電流相吸，異向電流相斥,電流是“同性戀”。分析以下電流間的相互作用，并總結(jié)規(guī)律結(jié)論2：電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)。轉(zhuǎn)動(dòng)方向沿最快達(dá)到平行的方向結(jié)論3：分析導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的五種常用方法四、磁電式電流表1.構(gòu)造：刻度盤(pán)、指針、蹄形磁鐵、極靴（軟鐵制成）、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯（軟鐵制成）鐵芯、線圈和指針是一個(gè)整體可以轉(zhuǎn)動(dòng)。2.原理:蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻射分布的（不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)），不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感應(yīng)線平行，當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個(gè)力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)使螺旋彈簧被扭動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，其大小隨線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度增大而增大，當(dāng)阻力矩和安培力產(chǎn)生的動(dòng)力矩相平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.磁電式電流表的特點(diǎn)：①θ∝I，表盤(pán)刻度均勻。③靈敏度高，能測(cè)出很小的電流，但過(guò)載能力差。若測(cè)量較大的電流，需改裝。②I方向改變，F(xiàn)安方向