高三物理教案：《磁場(chǎng)對電流的作用》教學(xué)設計

　　本文題目：高三物理教案：磁場(chǎng)對電流的作用教案

　　第二課時(shí)：磁場(chǎng)對電流的作用

　　上課時(shí)間：

　　考點(diǎn)要求與解讀：

　　1. 安培力 安培力的方向 Ⅰ

　　2. 勻強磁場(chǎng)中的安培力 Ⅱ

　　基礎知識梳理：

　　一、磁場(chǎng)對通電直導線(xiàn)的作用——安培力

　　1、大�。涸趧驈姶艌�(chǎng)中，當導線(xiàn)方向與磁場(chǎng)方向一致時(shí)F安= ;當導線(xiàn)方向與磁場(chǎng)垂直時(shí)，F安= 。

　　2、方向：用“ 定則”判定。

　　3、注意：F安=BIL的適用條件：①一般只適用于勻強磁場(chǎng);②L⊥B;③如果是彎曲的通電導線(xiàn)，則L是指有效長(cháng)度，它等于導線(xiàn)兩端點(diǎn)所連直線(xiàn)的長(cháng)度(如圖所示)，相應的電流方向沿L由始端流向末端.

　　二、安培力的應用

　　(一)、安培力作用下物體的運動(dòng)方向的判斷

　　1、電流元法：即把整段電流等效為多段直線(xiàn)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方向，最后確定運動(dòng)方向。

　　2、特殊位置法：把電流或磁鐵轉到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷安培力方向，從而確定運動(dòng)方向。

　　3、等效法：環(huán)形電流和通電螺線(xiàn)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(xiàn)管，通電螺線(xiàn)管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來(lái)分析。

　　4、利用結論法：①兩電流相互平行時(shí)無(wú)轉動(dòng)趨勢，同向電流相互 ;，反向電流相互 ;②兩電流不平行時(shí)，有轉動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢。利用這些結論分析，可以事半功倍.

　　(二).處理相關(guān)安培力問(wèn)題時(shí)要注意圖形的變換

　　安培力的方向總是垂直于電流方向和磁場(chǎng)方向決定的平面，即一定垂直于B和I，但B和I不一定垂直.有關(guān)安培力的力、電綜合題往往涉及到三維立體空間問(wèn)題，如果我們變三維為二維便可變難為易，迅速解題。

　　典型例題：

　　1、通電導線(xiàn)或線(xiàn)圈在安培力作用小的平動(dòng)和轉動(dòng)問(wèn)

　　[例1](1) 如圖，把輕質(zhì)線(xiàn)圈用細線(xiàn)掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線(xiàn)穿過(guò)線(xiàn)圈的圓心且垂直于線(xiàn)圈的平面，當線(xiàn)圈內通過(guò)圖示方向的電流時(shí)，線(xiàn)圈將怎樣運動(dòng)?_________________

　　(2)如圖所示，有一根豎直長(cháng)直通電導線(xiàn)和一個(gè)通電三角形金屬框處在同一平面，直導線(xiàn)和ab平行，當長(cháng)直導線(xiàn)內通以向上的電流時(shí)，若不計重力，則三角形金屬框架將會(huì )( )

　　A、水平向左運動(dòng) B、水平向上運動(dòng) C、處于靜止狀態(tài) D、會(huì )發(fā)生轉動(dòng)

　　[例2] 、一矩形通電線(xiàn)框abcd,可繞其中心軸OO′轉動(dòng),它處在與OO′垂直的勻強磁場(chǎng)中(如圖).在磁場(chǎng)作用下線(xiàn)框開(kāi)始轉動(dòng),最后靜止在平衡位置.則平衡后：( )

　　A.線(xiàn)框四邊都不受磁場(chǎng)的作用力.

　　B.線(xiàn)框四邊受到指向線(xiàn)框外部的磁場(chǎng)作用力,但合力為零.

　　C.線(xiàn)框四邊受到指向線(xiàn)框內部的磁場(chǎng)作用力,但合力為零.

　　D.線(xiàn)框的一對邊受到指向線(xiàn)框外部的磁場(chǎng)作用力,另一對邊受到指向線(xiàn)框內部的磁場(chǎng)作用力,但合力為零.

　　2、安培力參與的動(dòng)力學(xué)的問(wèn)題

　　[例3] 、 如圖所示，通電導體棒AC靜止于水平軌道上，棒的質(zhì)量為m，長(cháng)為L(cháng)，通過(guò)的電流為I，勻強磁場(chǎng)的磁感強度為B，方向和軌道平面成?角。求軌道受到AC棒的壓力和摩擦力各多大。

　　[例4]如圖所示，電源電動(dòng)勢E=2V，內阻r=0.5 Ω，豎直導軌電阻可以忽略不計，金屬棒的質(zhì)量m=0.1kg，R=0.5Ω，它與導軌間的動(dòng)摩擦因數μ=0.4，有效長(cháng)度為l=0.2m，靠在導軌的外面，為使金屬棒不滑動(dòng)，應加一與紙面成30°與棒垂直且向里的磁場(chǎng)，問(wèn)：

　　(1)此磁場(chǎng)是斜向上還是斜向下?

　　(2)B的范圍是多少?

　　[例5]如圖所示，一個(gè)密度ρ=9g/cm3、橫截面積S=10mm2的金屬環(huán)，處于徑向對稱(chēng)方向發(fā)散的磁場(chǎng)中，環(huán)上各處的磁感應強度為B=0. 35 T，若在環(huán)中通以順時(shí)針?lè )较?俯視)電流I=10 A，并保持△t=0. 2 s，試分析：環(huán)將做什么運動(dòng)?運動(dòng)的距離是多少?(不計空氣阻力，g= 10 m/s2)