高三物理第一輪復習 第九章 第一單元 第2課時 安培力磁電式電表課件 選修31

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1、高考總復習高考總復習物理物理第一單元磁場第一單元磁場 安培力安培力第第2課時課時安培力磁電式電表安培力磁電式電表 選修3-1 第九章磁場高考總復習高考總復習物理物理高考總復習高考總復習物理物理基礎回顧基礎回顧考點一 安培力1定義：通電導線在磁場中受到的作用力，稱為安培力(仍屬于磁場力)2安培力的方向(1)安培力方向的判定方法_定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指_，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)讓磁感線從掌心進入，并使四指指向_的方向，這時_所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向(2)在勻強磁場中，安培力的方向永遠垂直于_與_所構成的_即FB，同時FI.高考總復習高考總復習物理物理(3)兩

2、平行的通電直導線，同向相互_，異向相互_3安培力的大小(1)垂直于勻強磁場放置，長為L的直導線，通過的電流為I時，它所受的安培力F_，為最大值(2)當磁感應強度B的方向與導線方向成角時，F(xiàn)_.當磁感應強度B的方向與導線方向平行時，安培力等于零 答案：2(1)左手垂直電流拇指(2)磁感應強度電流平面(3)吸引排斥3(1)BIL(2)BILsin 高考總復習高考總復習物理物理要點深化要點深化1安培力的方向特點(1)與電場力比較磁場和電場有許多相似之處，但是，安培力比電場力復雜得多，點電荷在電場中受力方向和電場方向不是相同就是相反；而電流元在磁場中受力的方向和磁場方向不在同一直線上，而且還不在同一平

3、面內(nèi)，安培力的方向與磁場方向和電流方向決定的平面垂直(2)安培力方向的判定方法安培力的方向可用左手定則判斷需要指出的是通電導線只要與磁場方向不平行，則有安培力的作用安培力是由B和I共同決定的高考總復習高考總復習物理物理安培力F一定垂直于B與I所決定的平面，即F既垂直于B，又垂直于I.但I與B不一定垂直，可以成任意角由磁場B的方向和電流I的方向確定安培力F的方向是惟一的，但由F和B(或I)的方向確定I(或B)的方向不是惟一的2安培力的大小和做功的情況(1)安培力的大小公式FBILsin .式中為電流I方向與磁感應強度B方向的夾角討論：當磁場與電流垂直時，安培力最大，F(xiàn)BIL.當磁場與電流平行時，

4、安培力最小，F(xiàn)0.若導線是曲線時，連結導線兩端點的直線長度，才是受安培力的有效長度安培力的實質是通電導線中所有運動電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)高考總復習高考總復習物理物理安培力作用點為磁場中該部分導體的中點分析通電導體在安培力作用下的運動問題時，應會根據(jù)立體圖畫出投影截面圖，做好受力分析，然后運用平衡條件或牛頓定律求解(2)安培力做功的實質：能量的傳遞安培力做正功：是將電源的能量傳遞給通電導線或轉化為導線的動能或轉化為其他形式的能安培力做負功：是將其他形式的能轉化為電能，或儲存或再轉化為其他形式的能高考總復習高考總復習物理物理基礎回顧基礎回顧考點二 磁電式電流表1磁電式電流表的主要構成如圖(a

5、)所示，主要由五部分組成：(1)磁性很強的蹄形磁鐵；(2)圓柱形鐵芯，固定在磁鐵的兩極間；(3)套在鐵芯上可繞軸轉動的鋁框；高考總復習高考總復習物理物理(4)繞在鋁框上的線圈；(5)鋁框的轉軸上裝有兩個螺旋彈簧和一個指針2電流表的工作原理蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是_，如圖(b)所示不管通電線圈轉到什么角度，_.當電流通過線圈的時候，線圈上跟鐵芯的軸平行的兩邊都受安培力作用，如右圖所示，這兩個力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉動，線圈轉動時，螺旋彈簧被扭動，產(chǎn)生一個阻礙線圈轉動的力矩，其大小隨線圈轉動角度的增大而增大當這種阻礙線圈轉動的力矩增大到同安培力產(chǎn)生的使線圈發(fā)生轉動的力矩平衡時，線圈停止轉動即：KN

6、BIS.高考總復習高考總復習物理物理安培力FI，所以I越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大，線圈和指針偏轉的角度就越大當線圈中的電流方向改變時，安培力F的方向隨著改變，指針的偏轉方向也隨著改變所以，根據(jù)指針的偏轉方向，可以知道被測電流的方向說明：磁電式電流表是以電流的流入而工作的，故它是反映電流的儀表由于其原理涉及磁力矩，高考并沒有要求，故知道其構造和原理就可了，不必對磁力矩進行研究答案：2均勻地輻向分布的它的平面都跟磁感線平行高考總復習高考總復習物理物理高考總復習高考總復習物理物理題型一 安培力作用下物體運動情況的判斷 如圖所示，兩條直導線從正面看交叉，如圖甲所示；從右側向左側看隔有一點距離，如圖乙

7、所示當通過如圖所示的電流時，從正面看，流過I1的導線固定，則流過I2的導線將怎樣轉動；從側面看，他又將怎樣移動()AI2的導線將順時針轉動，同時遠離I1的導線BI2的導線將順時針轉動，同時靠近I1的導線CI2的導線將逆時針轉動，同時遠離I1的導線DI2的導線將逆時針轉動，同時靠近I1的導線高考總復習高考總復習物理物理解析： 電流元受力分析法：把直線電流CD等效為CO、OD兩段電流元，AB電流的磁感線分布如圖所示，用左手定則可知導線將逆時針轉動；特殊位置分析法：將導線CD轉過90度的特殊位置，兩直線電流相互平行，方向相同而相互吸引，可見CD將靠近AB，所以導線CD逆時針方向轉動，同時靠近導線AB

8、.答案：D點評：安培力作用下物體運動方向的判斷方法：(1)電流元受力分析法：即把整段電流等效為很多段直流電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元受的安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，確定其運動方向(2)特殊位置分析法：把電流或磁鐵轉到一個便于分析的特殊位置(如轉過90)后再判斷所受安培力的方向，從而確定運動的方向高考總復習高考總復習物理物理題型訓練題型訓練 1如圖所示，用一塊蹄形磁鐵緩慢地接近發(fā)光的白熾燈的燈絲，可以看到燈絲()A靜止不動B只向上邊擺C只向下邊擺 D顫抖起來 解析：由于燈絲流過的電流是大小和方向作周期性變化的交流電，根據(jù)左手定則可知燈絲所受的安培力的方向也作周期性的

9、變化，故可看到通電燈絲在磁場中發(fā)生顫抖 答案：D高考總復習高考總復習物理物理題型二 物體所受安培力作用情況的判斷 如圖所示，一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直線段ab、bc和cd的長度均為L，且abcbcd135.流經(jīng)導線的電流為I，方向如圖中箭頭所示導線段abcd所受到的安培力的合力()A方向沿紙面向上，大小為(1)BILB方向沿紙面向上，大小為(1)BILC方向沿紙面向下，大小為(1)BILD方向沿紙面向下，大小為(1)BIL高考總復習高考總復習物理物理解析：本題考查安培力的大小與方向的判斷該導線可以用a和d之間的直導線長為 L來等效代替

10、，根據(jù)FBIL，可知大小為 BIL.根據(jù)左手定則判斷導線abcd所受到的安培力的方向沿紙面向上，A正確答案：A點評：彎曲的導線可以等效為直導線，取其初、終兩端點的連線長度等效為直線電流的長度，按安培力的公式計算出安培力的合力高考總復習高考總復習物理物理題型訓練題型訓練2東西方向上的兩個鐵塔支撐一根與地面平行的輸電線，處于B地5.0105 T的地磁場中，當輸電線自東向西流過為220 A的電流時()A地磁場作用于每米輸電線上的力為1.1102 N，對鐵塔的設計沒有影響B(tài)地磁場作用于每米輸電線上的力為22 N，對鐵塔的設計有影響C輸電線所受的安培力向下D輸電線所受的安培力向上高考總復習高考總復習物理

11、物理解析：根據(jù)安培力的公式，F(xiàn)BIL，把B地5.0105 T、IL220 Am代入計算，得到地磁場作用于每米輸電線上的力為1.1102 N，由于每兩個鐵塔的距離大約在200 m左右，每根輸電線總的作用力也約為2.2 N，顯然對鐵塔的設計沒有影響根據(jù)左手定則，地磁場從南向北穿過自東向西擺布的手掌心，輸電線所受的安培力向下答案：AC高考總復習高考總復習物理物理題型三安培力與靜力平衡的問題質量為m的通電導體棒ab置于傾角為的導軌上，如右圖(a)所示在圖(b)所加各種磁場中，導體均靜止，則導體與導軌間摩擦力為零的可能情況是()高考總復習高考總復習物理物理解析：要使靜摩擦力為零，如果N0，必有f0.圖(

12、b)B選項中安培力的方向豎直向上與重力的方向相反可能使N0，B是正確的；如果N0，則導體除受靜摩擦力f以外的其他力的合力只要為零，那么f0.在圖(b)A選項中，導體所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力合力可能為零，則導體所受靜摩擦力可能為零圖(b)的C、D選項中，從導體所受到的重力G、支持力N及安培力F安三力的方向分析，合力不可能為零，所以導體所受靜摩擦力不可能為零故正確的選項應為A、B.答案：AB點評：安培力是一種性質力，即屬于力學思維范疇其解題方法是：(1)首先把立體圖畫成易于分析的平面圖，如側面圖等；(2)確定導線所在處磁場方向，根據(jù)左手定則確定受安培力方向；(3)根據(jù)靜力平衡知識列

13、方程求解高考總復習高考總復習物理物理 題型訓練題型訓練3如圖所示，在兩個傾角均為的光滑斜面上均水平放置一相同的金屬棒，棒中通以相同的電流，一個處于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度為B1，另一個處于垂直于斜面向上的勻強磁場中，磁感應強度為B2，兩金屬棒均處于靜止狀態(tài)，則B1、B2大小的關系為()AB1B21cos BB1B21sin CB1B2cos 1 DB1B2sin 1高考總復習高考總復習物理物理解析：對于左圖，由平衡條件有：mgtan B1IL；對于右圖，由平衡條件有：mgsin B2IL；兩式比較可得：B1B21cos .答案：A高考總復習高考總復習物理物理高考總復習高考總復習物理

14、物理警示 力學概念理解不準確而導致分析出錯 如右圖所示，質量為m50 g，長L10 cm的銅棒，用長度亦為L的兩根輕導線水平懸吊在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B0.5 T未通電時，輕線在豎直方向，通入恒定電流后，棒向外偏轉的最大角度37，不考慮導體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電流，求此棒中恒定電流的大小高考總復習高考總復習物理物理分析糾錯：對銅棒進行受力分析，通電時導線向外偏轉，說明安培力方向垂直電流和磁場方向向外，受力如右圖所示(側視圖)銅棒向外偏轉過程中，導線拉力不做功F做功為：WFFs1BILLsin 37重力做功為：WGmgs2mgL(1cos 37)錯解：銅棒從豎直方向向上擺動，在37時就達到平衡位置，有F安mgtan 37，而F安BIL高考總復習高考總復習物理物理由于導線拉力不做功，則BIL2sin 37mgL(1cos 37)0答案：3.33 A高考總復習高考總復習物理物理祝祝您您