魯科版

選擇性必修第二冊

第1章

安培力與洛倫茲力第1章

安培力與洛倫茲力第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用安培力1.閉合開關(guān)后會有什么現(xiàn)象？

細(xì)銅桿運動起來。2.將磁極的位置上下交換，有什么現(xiàn)象？

細(xì)銅桿運動方向相反。3.改變變流方向，有什么現(xiàn)象？

細(xì)銅桿運動方向相反。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用情境思考1.安培力：物理學(xué)中，將磁場對通電導(dǎo)線的作用力稱為安培力。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用2．安培力的方向：左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心____進(jìn)入，并使四指指向__________，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。垂直電流的方向概念記憶第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用概念記憶3.安培力的大?。和娭睂?dǎo)線電流方向與磁場方向平行時，導(dǎo)線所受安培力為零；在勻強(qiáng)磁場中，電流方向與磁場方向垂直時，通電直導(dǎo)線受到的安培力F跟電流I和直導(dǎo)線長度l的乘積成正比，比例系數(shù)就是磁感應(yīng)強(qiáng)度B。F=IlB電流的單位為安培（A），直導(dǎo)線長度的單位為米（m），磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位為特斯拉（T），安培力的單位為牛頓（N）。若電流方向與磁場方向成θ角時，安培力大小如何計算？第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用概念記憶當(dāng)電流方向與磁場方向有一個夾角θ時，可把磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量分解為兩個分量與電流方向平行的分量B1

=Bcosθ；與電流方向垂直的分量B2

=Bsinθ。B1

對通電直導(dǎo)線沒有作用力，因此通電直導(dǎo)線所受的作用力F完全由B2

決定，即F

=IlB2，由此可得F=IlBsinθB為矢量，則F也為矢量，遵循平行四邊形定則第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用探究提升1.安培定則(右手螺旋定則)與左手定則的區(qū)別。名稱安培定則(右手螺旋定則)左手定則用途判斷電流的磁場方向判斷電流在磁場中的受力方向適用對象直線電流環(huán)形電流或通電螺線管應(yīng)用方法拇指指向電流的方向四指彎曲的方向表示電流的環(huán)繞方向結(jié)果四指彎曲的方向表示磁感線的方向拇指指向軸線上磁感線的方向第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用探究提升2.探究兩平行通電直導(dǎo)線的相互作用規(guī)律（課本P4）同向電流互相吸引，反向電流互相排斥。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用探究提升3.對導(dǎo)線長度的理解：有效長度（1）對于求彎曲導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中所受安培力時，l為有效長度，即導(dǎo)線兩端點所連直線的長度，相應(yīng)的電流方向沿l由始端流向末端，如圖所示第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用探究提升3.對導(dǎo)線長度的理解：有效長度（2）如圖所示，對任意形狀的閉合平面線圈，當(dāng)線圈平面與磁場方向垂直時，線圈的等效長度l＝0，故通電后在勻強(qiáng)磁場中所受安培力的矢量和一定為零。安培力的應(yīng)用1.安培力在生活中的應(yīng)用非常廣泛。當(dāng)你使用電風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)、洗衣機(jī)，或者玩電動小車、用電鉆打孔時，安培力都在發(fā)揮作用。正是安培力使這些電器里的一個重要部件——電動機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了起來多用電表是檢修電氣設(shè)備必不可少的工具，其核心部分由電流計及與其并聯(lián)或串聯(lián)的電阻構(gòu)成。電流計能發(fā)揮作用，也應(yīng)歸功于安培力。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用理解運用2.電流計等磁電式電表（1）構(gòu)造特點①構(gòu)造：磁鐵、線圈、螺旋彈簧、指針、極靴。(如圖甲所示)②特點：兩極間的極靴和極靴中間的鐵質(zhì)圓柱，使極靴與圓柱間的磁場都沿半徑方向均勻分布，如圖乙所示，使線圈平面都與磁感線平行，使表盤刻度均勻。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用理解運用2.電流計等磁電式電表（2）原理①通電線圈在磁場中受安培力作用發(fā)生轉(zhuǎn)動。螺旋彈簧變形，以反抗線圈的轉(zhuǎn)動。②電流越大，安培力就越大，線圈偏轉(zhuǎn)的角度也越大，所以根據(jù)線圈偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以確定被測電流的大??；根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向，可以知道被測電流的方向。（3）優(yōu)缺點：優(yōu)點是靈敏度高，可以測出很弱的電流；缺點是線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流很弱。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用理解運用3.用電流天平“稱”安培力

如圖1-9所示，天平左盤放砝碼，右盤下懸掛線圈，線圈處于磁場中。當(dāng)線圈沒有通電時，天平處于平衡狀態(tài)。線圈通電后，在磁場中的導(dǎo)線a、b、c

段分別受安培力作用。由左手定則可知，a、c

段的安培力大小相等、方向相反，互相抵消，而

b段導(dǎo)線的安培力方向向上，從而使天平的平衡被破壞。通過在右盤加砝碼（或移動游碼）使天平重新平衡，根據(jù)砝碼的質(zhì)量可推知線圈所受安培力的大小。進(jìn)一步由線圈的匝數(shù)、電流的大小、磁場中導(dǎo)線的長度，還可確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用理解運用4.電磁炮和電磁彈射器原理

電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)武器，與傳統(tǒng)的火藥推動的大炮相比，電磁炮可以大大提高彈丸的速度和射程。電磁彈射器和電磁炮的原理是一樣的，把電磁炮的體積和驅(qū)動電流大大加強(qiáng)，就可以通過拋射物牽引飛機(jī)從航空母艦上起飛，這就是航空母艦上幫助艦載機(jī)起飛的電磁彈射器，它比上一代的蒸汽彈射器更為優(yōu)越。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用理解運用4.電磁炮和電磁彈射器原理第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用理解運用軌道式電磁炮課本練習(xí)1.下列圖中標(biāo)出了電流I、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、安培力F這三個物理量中的兩個物理量的方向。已知導(dǎo)線垂直于磁場擺放，請標(biāo)出另一物理量的方向。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用1.【答案】第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用2.某同學(xué)探究磁場對通電導(dǎo)體的作用的實驗裝置如圖所示。當(dāng)閉合開關(guān)后，請在圖中標(biāo)出導(dǎo)體所受安培力的方向。若要使導(dǎo)體受到的安培力更大，可采取哪些措施？第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用2.【解析】根據(jù)F=BIL可知，若要使導(dǎo)體受到的安培力更大，可增大通過導(dǎo)體的電流，或者換一個磁性更強(qiáng)的磁鐵，或者換一個更寬一些的磁體。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用3.在電流計中，當(dāng)電流通過線圈時，線圈在安培力的作用下轉(zhuǎn)動，游絲被扭動，線圈停止轉(zhuǎn)動時滿足NBIS=kθ，式中N為線圈的匝數(shù)，S為線圈圍成的面積，I為通過線圈的電流，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，θ為線圈（指針）偏角，k是與游絲有關(guān)的常量。若線圈中通以如圖所示的電流時，線圈將如何轉(zhuǎn)動？線圈轉(zhuǎn)動過程中受到的安培力的大小是否變化？該電流計的刻度是否均勻？第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用3.【答案】順時針；不變；刻度均勻【詳解】若線圈中通以如圖所示的電流時，根據(jù)左手定則，左側(cè)受安培力向上，右側(cè)受安培力向下，故線圈順時針轉(zhuǎn)動；磁場是均勻地輻向分布，線圈轉(zhuǎn)動過程中各個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，線圈轉(zhuǎn)動過程中各個位置的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，故受到的安培力的大小不變；因為磁場是均勻地輻向分布，線圈轉(zhuǎn)動過程中各個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，螺旋彈簧的彈力與轉(zhuǎn)動角度成正比，故該電流表的刻度是均勻的。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用4.自制的簡易電動機(jī)示意圖如圖所示。為了使電池與兩金屬支架連接后線圈能連續(xù)轉(zhuǎn)動，一位同學(xué)將左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆刮掉，另一位同學(xué)將左、右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉。哪位同學(xué)的方法可行？為什么？第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用4.【答案】第一位，見解析【解析】第一位同學(xué)的方法可行。當(dāng)左、右轉(zhuǎn)軸下側(cè)的絕緣漆都刮掉，通電后根據(jù)左手定則可知下邊受到的安培力方向垂直紙面向里，線圈開始轉(zhuǎn)動，在前半周轉(zhuǎn)動過程中，線圈中有電流，安培力開始做正功，后半周轉(zhuǎn)動過程中沒有電流，不受安培力，由于慣性線圈能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動，當(dāng)左右轉(zhuǎn)軸上下兩側(cè)的絕緣漆都刮掉，線圈轉(zhuǎn)動180°后線圈中電流再次受到安培力作用，且使線圈的轉(zhuǎn)動方向與原來方向相反，因此線圈不能連續(xù)繼續(xù)轉(zhuǎn)動。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用5.如圖（a）所示，揚聲器中有一線圈處于輻射狀磁場中，當(dāng)音頻電流信號通過線圈時，線圈帶動紙盆振動，發(fā)出聲音。俯視圖（b）表示處于輻射狀磁場中的線圈（線圈平面即紙面），磁場方向如圖中箭頭所示。下列選項正確的是A.當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B.當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C.當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D.當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用5.【答案】BC【解析】AB．將環(huán)形導(dǎo)線分割成無限個小段，每一小段看成直導(dǎo)線，則根據(jù)左手定則，當(dāng)電流沿順時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外，故A錯誤；B正確；CD．同理，當(dāng)電流沿逆時針方向時，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里，故C正確；D錯誤。故選BC。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用6.如圖所示，兩根平行放置的長直導(dǎo)線a和b中通有大小相同、方向相反的電流，a受到的安培力大小為F1。當(dāng)加入與兩導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場后，a受到的安培力大小變?yōu)镕2，則此時b受到的安培力大小變?yōu)锳.F2

B.F1-F2C.F1+F2

D.2F1-F2

第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用6.【答案】B【解析】長直導(dǎo)線a和b中通有大小相同、方向相反的電流，兩導(dǎo)線根據(jù)電流的磁效應(yīng)作用在對方直導(dǎo)線位置的磁場都是垂直于紙面向下，且大小相等。故當(dāng)加入與兩導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場后，兩導(dǎo)線所處位置的合磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，電流大小又相同，故根據(jù)安培力的表達(dá)式得長直導(dǎo)線所受的安培力相同，也為F2。故選B。第1節(jié)

安培力及其應(yīng)用7.如圖所示，將一根質(zhì)量為10g、長為10cm的鋁棒ab用兩個完全相同的細(xì)彈簧水平懸掛在勻強(qiáng)磁場中。磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.2T，方向垂直于紙面向里。彈簧上端固定，下端與鋁棒絕緣，鋁棒通過開關(guān)與電池相連。已知開關(guān)斷開時兩彈簧的伸長量均為0.5cm，閉合開關(guān)，系統(tǒng)重新平衡