1、第二節(jié)安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度,核心要點(diǎn)突破,課堂互動(dòng)講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,第二節(jié),課前自主學(xué)案,目標(biāo)概覽,目標(biāo)概覽,學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的概念，知道其單位 2知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 3知道什么叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)，知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線的分布情況 4知道什么是安培力，知道電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流所受的安培力為零；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流所受安培力的大小FBIL. 5會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向,重點(diǎn)難點(diǎn)：1.理解磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小的決定因素，掌握安培力大小計(jì)算和方向判斷的方法 2對(duì)左手定則的理解,課前自主學(xué)案,一、磁感應(yīng)強(qiáng)度 1定義：在磁場(chǎng)中_磁場(chǎng)方向

2、的通電導(dǎo)線，所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的_叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，用B來(lái)表示,垂直于,比值,垂直于,磁場(chǎng),3單位：特斯拉，簡(jiǎn)稱特，國(guó)際符號(hào)是T. 1 T1_. 4磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，既有大小，又有方向，磁場(chǎng)中某一點(diǎn)_的方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向 5磁感線的_程度可以表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小,磁感應(yīng)強(qiáng)度,疏密,二、勻強(qiáng)磁場(chǎng) 如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的_和_處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線是相互_且_的直線(與勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線相似) 三、安培力 磁場(chǎng)對(duì)_的作用力叫安培力 1大小： (1)當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向_時(shí)，所受安培力最大為FBIL. (2)當(dāng)導(dǎo)線

3、方向與磁場(chǎng)方向_時(shí)，所受安培力最小為F0.,大小,方向,平行,分布均勻,電流,垂直,平行,(3)當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，所受安培力介于_和_之間 2方向： (1)左手定則：伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開(kāi)的四指指向_的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受_的方向 (2)安培力的特點(diǎn)：FB，F(xiàn)I，即F的方向垂直于_和_所在的平面(B和I可以有任意夾角),0,BIL,電流,安培力,磁感線,通電導(dǎo)線,核心要點(diǎn)突破,5磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較,特別提醒：磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場(chǎng)本身決定

4、，與放入的通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度、電流無(wú)關(guān)，引入電流元IL只是一種研究方法，被研究的量與研究方法無(wú)關(guān),二、如何確定安培力的大小和方向 1安培力的大小 (1)安培力的大小與導(dǎo)線放置有關(guān) 同一通電導(dǎo)線，按不同方式放在同一磁場(chǎng)中，如圖1521所示，三種情況下，導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)安培力最大，取為Fmax；當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，安培力最小，F(xiàn)0；其他情況下，0FFmax. 圖1521,(2)公式FBIL中L指的是“有效長(zhǎng)度”當(dāng)B與I垂直時(shí)，F(xiàn)最大，F(xiàn)BIL；當(dāng)B與I平行時(shí)，F(xiàn)0. (3)彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L，等于連接兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度(如圖1522)；相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端 圖1522,2電場(chǎng)力與安培力

5、的比較,三、如何判斷通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向 1電流元分析法 把整段電流分成很多小段直線電流，其中每一小段就是一個(gè)電流元先用左手定則判斷出每小段電流元受到的安培力的方向，再判斷整段電流所受安培力的方向，從而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向 2特殊位置分析法 把電流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置(如轉(zhuǎn)過(guò)90)后再判斷所受安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向,3等效分析法 環(huán)形電流可以等效成條形磁鐵、條形磁鐵也可以等效成環(huán)形電流、通電螺線管可等效成很多的環(huán)形電流來(lái)分析 4推論分析法 (1)兩直線電流相互平行時(shí)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，方向相同時(shí)相互吸引，方向相反時(shí)相互排斥； (2)兩直線電流不平行時(shí)有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且

6、方向相同的趨勢(shì),課堂互動(dòng)講練,有關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度的下列說(shuō)法中，正確的是 () A磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來(lái)表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量 B若有一小段通電導(dǎo)體在某點(diǎn)不受磁場(chǎng)力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零,【答案】A 【點(diǎn)評(píng)】磁場(chǎng)的強(qiáng)弱由磁場(chǎng)本身決定，與磁場(chǎng)中是否放入通電導(dǎo)線，導(dǎo)線放入的位置無(wú)關(guān)用垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線所受安培力的大小來(lái)量度磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，導(dǎo)線的作用在于檢測(cè)與電場(chǎng)不同的是電場(chǎng)中只要場(chǎng)強(qiáng)不為零，帶電粒子一定受力，而磁場(chǎng)中即使磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零，通電導(dǎo)線受力也有可能為零安培力的大小與B、I、L及電流與磁場(chǎng)的夾角有關(guān),變式訓(xùn)練1下列關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向的說(shuō)法中，正確的是() A某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是一小段

7、通電導(dǎo)體放在該處時(shí)所受磁場(chǎng)力的方向 B小磁針N極受力的方向就是該處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 C垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 D磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,解析：選BD.磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，磁場(chǎng)方向也就是小磁針N極受力方向但電流受力的方向不代表磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)方向,圖1523,圖1524,【答案】D 【點(diǎn)評(píng)】磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，計(jì)算時(shí)與力的計(jì)算方法相同，利用平行四邊形定則或正交分解法進(jìn)行合成與分解，該題中C點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小應(yīng)為A、B兩導(dǎo)線在該處所產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和,變式訓(xùn)練2(2011年高考大綱全國(guó)卷) 如圖1525，兩根相互平

8、行的長(zhǎng)直導(dǎo)線分別通有方向相反的電流I1和I2，且I1I2；a、b、c、d為導(dǎo)線某一橫截面所在平面內(nèi)的四點(diǎn)且a、b、c與兩導(dǎo)線共面；b點(diǎn)在兩導(dǎo)線之間，b、d的連線與導(dǎo)線所在平面垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的點(diǎn)是 () Aa點(diǎn) Bb點(diǎn) Cc點(diǎn) Dd點(diǎn) 圖1525,解析：選C.由于I1I2，且離導(dǎo)線越遠(yuǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)越弱，在a點(diǎn)I1產(chǎn)生的磁場(chǎng)比I2產(chǎn)生的磁場(chǎng)要強(qiáng)，A錯(cuò)，同理，C對(duì)I1與I2在b點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同，合成后不可能為零，B錯(cuò)d點(diǎn)兩電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)B1、B2不共線，合磁場(chǎng)不可能為0，D錯(cuò),一個(gè)可自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1和一個(gè)固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個(gè)線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈都通過(guò)如圖1526所示

9、方向的電流時(shí)，則從左向右看，線圈L1將() A不動(dòng) B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D向紙外平動(dòng),圖1526,【解析】法一：利用結(jié)論法，環(huán)形電流L1、L2間不平行，則必有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可判斷出L1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，故從左向右看線圈L1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 圖1527,法二：把線圈L1等效成小磁針，如圖1527所示，線圈L2在線圈L1所占據(jù)的空間內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，等效的小磁針N極的受力方向與所在區(qū)域磁場(chǎng)方向一致，故從左向右看線圈L1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 法三：把線圈L1沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸分成前后兩部分，前一部分在線圈L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的安培力向上，后一部分在線圈L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的安培力向

10、下，故從左向右看線圈L1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),【答案】C 【點(diǎn)評(píng)】判斷在安培力作用下通電導(dǎo)體和通電線圈運(yùn)動(dòng)方向的方法 (1)電流元法：即把整段電流等效為多段直流電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向如例3的法三 (2)等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管，如例3的法二,變式訓(xùn)練3 如圖1528所示，靜止的圓形線圈有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎谄渲睆組N靠近N點(diǎn)處放一根垂直于線圈平面且固定不動(dòng)的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線中通以垂直紙面向里的電流后，則圓形線圈將() A僅向左平動(dòng) B僅向右平動(dòng) C以MN

11、為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且向左平動(dòng) D以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且向右平動(dòng) 圖1528,解析：選C.長(zhǎng)直導(dǎo)線通電后在它周圍形成以長(zhǎng)直導(dǎo)線上的點(diǎn)為圓心的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，如圖中虛線所示，圓形線圈就是在該磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線要受到安培力的作用，其方向可由左手定則判斷，圓形線圈下半部分所在處磁場(chǎng)方向斜向上，所以受的安培力方向垂直于紙面向外，上半部分線圈受的安培力垂直于紙面向里因此線圈以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的右邊電流趨向于與直線電流同向，線圈的左邊電流趨向于與直線電流反向，因同向電流相吸，反向電流相斥，水平方向合力向左，所以線圈邊轉(zhuǎn)動(dòng)、邊向左平動(dòng)，C選項(xiàng)正確,(2011年北京東城檢測(cè))如圖1529所示，在傾角為30的斜面上，固定一寬L

12、0.25 m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變阻器,圖1529,電源電動(dòng)勢(shì)E12 V，內(nèi)阻為r1.0 .一質(zhì)量m20 g的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.80 T、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì))金屬導(dǎo)軌是光滑的，取g10 m/s2，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求： (1)金屬棒所受到的安培力； (2)通過(guò)金屬棒的電流； (3)滑動(dòng)變阻器R接入到電路中的阻值,圖15210,【答案】(1)0.1 N(2)0.5 A(3)23 【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于含有安培力的力學(xué)問(wèn)題，跟分析力學(xué)問(wèn)題一樣，首先要進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)力學(xué)規(guī)律求解,變式訓(xùn)練4(2011年杭州市質(zhì)檢)如圖15211所示，兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源E，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角30.金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中當(dāng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上時(shí)，金屬桿能剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，可以采取的措施是(),圖15211 A增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B B調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流減小 C增大導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角 D將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)使金屬桿的電流方向