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8.1 磁场的描述及磁场对电流的作用

8.1 磁场的描述及磁场对电流的作用
8.1 磁场的描述及磁场对电流的作用

第八章磁场

第1讲磁场的描述及磁场对电流的作用

A对点训练——练熟基础知识

题组一磁感应强度及磁场的叠加

1.有关磁场的下列叙述,正确的是().A.磁感线越密的地方磁感应强度越大,磁通量也越大

B.顺着磁感线的方向,磁感应强度越来越小

C.安培力的方向一定与磁场方向垂直

D.在回旋加速器中,磁场力使带电粒子的速度增大

解析磁感线的疏密程度表示磁场的强弱,磁感线越密处,磁场越强,与磁感线的方向无关,但磁通量由磁感应强度和面积共同决定,故选项A、B均错误;由左手定则可知,安培力的方向同时垂直于磁场方向和通电导线,故选项C正确;在回旋加速器中,静电力使带电粒子的速度增大,洛伦兹力仅改变带电粒子的运动方向,故选项D错误.

答案 C

2.如图8-1-12所示,电流从A点分两路通过对称的环形分路汇合于B点,在环形分路的中心O处的磁感应强度为().

图8-1-12

A.垂直环形分路所在平面,且指向“纸内”

B.垂直环形分路所在平面,且指向“纸外”

C.在环形分路所在平面内指向B

D.零

解析利用“微元法”把圆周上的电流看成是无数段直导线电流的集合如

图,由安培定则可知在一条直径上的两个微元所产生的磁感应强度等大反向,由矢量叠加原理可知中心O处的磁感应强度为零.

答案 D

3.如图8-1-13所示,平行长直导线1、2通过相反方向的电流,电流大小相等.a、b两点关于导线1对称,b、c两点关于导线2对称,且ab=bc,则关于a、b、c三点的磁感应强度B的说法中正确的是().

图8-1-13

A.三点的磁感应强度相同

B.b点的磁感应强度最大

C.a、c两点的磁感应强度大小相同,方向相反

D.a点的磁感应强度最大

解析直接画出导线1、2在a、b、c三点所产生的磁场方向,同向相加,反向相减,易知B正确.a、c两点的磁感应强度B的大小和方向均相同,但要小于b点,故A、C、D均错.

答案 B

题组二安培力的大小及方向判断

4.如图8-1-14所示,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.ab、bc和cd段的长度均为L,且∠abc =∠bcd=135°.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.判断导线abcd 所受到的磁场的作用力的合力,下列说法正确的是().

图8-1-14

A.方向沿纸面向上,大小为(2+1)ILB

B.方向沿纸面向上,大小为(2-1)ILB

C.方向沿纸面向下,大小为(2+1)ILB

D.方向沿纸面向下,大小为(2-1)ILB

解析将导线分为三段直导线,根据左手定则分别判断出安培力的方向,根据F=BIL计算出安培力的大小,再求合力.导线所受合力F=BIL+2BIL sin 45°=(2+1)ILB.

答案 A

5.一段长0.2 m、通有2.5 A电流的直导线,在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况,正确的是().A.如果B=2 T,F一定是1 N

B.如果F=0,B也一定为零

C.如果B=4 T,F有可能是1 N

D.如果F有最大值,通电导线一定与B平行

解析如果B=2 T,当导线与磁场方向垂直放置时,安培力最大,大小为F =BIL=2×2.5×0.2 N=1 N;当导线与磁场方向平行放置时,安培力F=0;

当导线与磁场方向成任意夹角放置时,0

将L=0.2 m、I=2.5 A、B=4 T、F=1 N代入F=BIL sin θ,解得θ=30°,故选项C正确.

答案 C

6.如图8-1-15所示,条形磁铁平放于水平桌面上,在它的正中央上方固定一根直导线,导线与磁场垂直,现给导线中通以垂直于纸面向外的电流,则下列说法正确的是().

图8-1-15

A.磁铁对桌面的压力减小

B.磁铁对桌面的压力增大

C.磁铁对桌面的压力不变

D.以上说法都不对

解析本题直接判断通电导线对磁铁的作用力不是很方便,可以先判断磁铁对通电导线的作用力的方向.由左手定则可判断出通电导线受到磁铁竖直向下的安培力作用,由牛顿第三定律可知,通电导线对磁铁有竖直向上的反作用力.对磁铁受力分析,易知磁铁对桌面的压力减小.

答案 A

7.如图8-1-16所示,在等边三角形的三个顶点a、b、c处各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中均通有大小相等的恒定电流,方向垂直纸面向里.过c点的导线所受安培力的方向是().

图8-1-16

A.与ab边平行,竖直向上

B.与ab边平行,竖直向下

C.与ab边垂直,指向左边

D.与ab边垂直,指向右边

解析先利用安培定则把导线a、b在c处所产生的磁场方向标出来,再合成,可知c处的磁场方向竖直向下,再利用左手定则可知c处导线所受安培力方向水平向左,C正确.

答案 C

题组三安培力作用下的平衡

8.(2013·云南一模)如图8-1-17所示,两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上,导轨间距为L ,劲度系数为k 的轻质弹簧上端固定,下端与水平直导体棒ab 相连,弹簧与导轨平面平行并与ab 垂直,直导体棒垂直跨接在两导轨上,空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场.闭合开关K 后,导体棒中的电流为I ,导体棒平衡时,弹簧伸长量为x 1;调转图中电源极性使棒中电流反向,导体棒中电流仍为I ,导体棒平衡时弹簧伸长量为x 2.忽略回路中电流产生的磁场,则磁感应强度B 的大小为

( ).

图8-1-17

A.k

IL (x 1+x 2) B.k

IL (x 2-x 1) C.k

2IL (x 2+x 1)

D.k

2IL (x 2-x 1)

解析 由平衡条件,mg sin α=kx 1+BIL ,调转题图中电源极性使棒中电流反向,由平衡条件,mg sin α+BIL =kx 2,联立解得B =k

2IL (x 2-x 1).

答案 D

9.如图8-1-18所示,质量为M 、长为L 的直导线通有垂直纸面向外的电流I ,被一绝缘线拴着并处在匀强磁场中,导线能静止在倾角为θ的光滑斜面上,则磁感应强度B 的大小和方向可能是

( ).

图8-1-18

A .大小为Mg tan θ

IL ,方向垂直斜面向上

B .大小为

Mg sin θ

IL ,方向垂直纸面向里

C.大小为Mg

IL,方向水平向左

D.大小为Mg

IL,方向沿斜面向下

解析当磁场的方向垂直斜面向上时,通电直导线受到沿斜面向上的安培力

作用,由于F=BIL=Mg tan θ

IL IL=Mg tan θ=Mg

sin θ

cos θ>Mg sin θ,则通电直导线

不可能静止在斜面上,故A选项描述的磁场不符合题意;当磁场的方向垂直纸面向里时,通电直导线不受安培力作用,通电直导线可以在竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力、沿斜面向上的拉力三个力作用下在斜面上处于静止状态,故B选项描述的磁场符合题意;当磁场的方向水平向右时,通电直

导线受到竖直向上的安培力作用,由于F=BIL=Mg

IL IL=Mg,则通电直导线

在竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用下在斜面上处于静止状态,故C 选项描述的磁场不符合题意;当磁场的方向沿斜面向下时,通电直导线受到

垂直斜面向上的安培力作用,由于F=BIL=Mg

IL IL=Mg>Mg cos θ,则通电直

导线不可能静止在斜面上,故D选项描述的磁场不符合题意.

答案 B

10.如图8-1-19所示,一水平导轨处于与水平方向成45°角左上方的匀强磁场中,一根通有恒定电流的金属棒,由于受到安培力作用而在粗糙的导轨上向右做匀速运动.现将磁场方向沿顺时针缓慢转动至竖直向上,在此过程中,金属棒始终保持匀速运动,已知棒与导轨间的动摩擦因数为μ,则().

图8-1-19

A.金属棒所受摩擦力一直在减小

B.导轨对金属棒的支持力先变小后变大

C.磁感应强度先变小后变大

D.金属棒所受安培力恒定不变

解析金属棒匀速运动,受力如图甲,则有N+F安sin θ=mg,F安cos θ=F f

=μN,F

安=BIL,联立解得B=

μmg

IL1+μ2sin(θ+α)

,其中tan α=

1

μ,即

90°>α>45°,因θ是从45°减小到0,所以B先变小后变大,金属棒所受安培力也先变小后变大,C对、D错;将N与F f合成一个力F,则F与水平方向的夹角是一定值,金属棒受力满足图乙,F

顺时针变化,力F一直在增大,所以金属棒所受摩擦力及导轨对金属棒的支持力一直在增大,A、B错.

答案 C

B深化训练——提高能力技巧

11.(2013·河南名校联考)如图8-1-20所示,PQ和MN为水平平行放置的金属导轨,相距L=1 m.PM间接有一个电动势E=6 V,内阻r=1 Ω的电源和一只滑动变阻器,导体棒ab跨放在导轨上,棒的质量为m=0.2 kg,棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连,物体的质量M=0.3 kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,导轨与棒的电阻不计,g取

10 m/s2),匀强磁场的磁感应强度B=2 T,方向竖直向下,为了使物体保持静

止,滑动变阻器连入电路的阻值不可能是().

图8-1-20

A.2 Ω B.4 Ω

C.5 Ω D.6 Ω

解析若电阻最大,电路电流最小,安培力就最小,由平衡条件有:I min BL

+μmg=Mg,再由闭合电路欧姆定律,I min=

E

r+R max

,可得滑动变阻器连入电

路的阻值最大值R max=5 Ω,所以滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是6 Ω,选项D不可能.若电阻最小,电路电流最大,安培力就最大,由平衡条件有:

I max BL=Mg+μmg,再由闭合电路欧姆定律,I max=

E

r+R min

,可得滑动变阻器

连入电路的阻值最小值R min=2 Ω,所以A、B、C是可能的.

答案 D

12.光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,右端与半径为L=20 cm的两段光滑圆弧导轨相接,一根质量m =60 g、电阻R=1 Ω、长为L的导体棒ab,用长也为L的绝缘细线悬挂,如图8-1-21所示,系统空间有竖直方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5 T,当闭合开关S后,导体棒沿圆弧摆动,摆到最大高度时,细线与竖直方向成θ=53°角,摆动过程中导体棒始终与导轨接触良好且细线处于张紧状态,导轨电阻不计,sin 53°=0.8,g=10 m/s2则().

图8-1-21

A.磁场方向一定水平向右

B.电源电动势E=3.0 V

C.导体棒在摆动过程中所受安培力F=3 N

D.导体棒在摆动过程中电源提供的电能为0.048 J

解析导体棒向右沿圆弧摆动,说明受到向右的安培力,由左手定则知该磁场方向一定竖直向下,A错误;导体棒摆动过程中只有安培力和重力做功,由动能定理知BIL·L sin θ-mgL(1-cos θ)=0,代入数值得导体棒中的电流为I=3 A,由E=IR得电源电动势E=3.0 V,B对;由F=BIL得导体棒在摆动过程中所受安培力F=0.3 N,C错;由能量守恒定律知电源提供的电能W等于电路中产生的焦耳热Q和导体棒重力势能的增加量ΔE的和,即W=Q+ΔE,而ΔE=mgL(1-cos θ)=0.048 J,D错.

答案 B

13.(2013·重庆理综,7)小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验,其装置如图8-1-22所示.在该实验中,磁铁固定在水平放置的电子测力计上,此时电子测力计的读数为G1,磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场,其余区域磁场不计.直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路,总阻值为R.若让铜条水平且垂直于磁场,以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动,这时电子测力计的读数为G2,铜条在磁场中的长度为L.

图8-1-22

(1)判断铜条所受安培力的方向,G1和G2哪个大.

(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小.

解析(1)铜条未接入电路时:磁铁平衡,G1=M磁铁g ①

铜条匀速运动时:磁铁与铜条整体处于平衡状态,

G2=(M磁铁+M铜条)g ②

对铜条AB:匀速下落平衡F安=M铜条g ③

由①、②可知G2>G1

由③式可知安培力方向与重力方向相反,竖直向上.

(2)对铜条组成的回路:E=BL v=IR ④

铜条受到的安培力F安=BIL ⑤

由①②③可得F安=G2-G1 ⑥

由④⑤⑥得:磁感应强度大小B=1

L

(G2-G1)R

v

答案(1)安培力方向竖直向上G2>G1

(2)F安=G2-G1,B=1

L

(G2-G1)R

v

14.如图8-1-23所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽L =0.25 m 的平行金属导轨,在导轨上端接入电源和滑动变阻器R .电源电动势E =12 V ,内阻r =1 Ω,一质量m =20 g 的金属棒ab 与两导轨垂直并接触良好.整个装置处于磁感应强度B =0.80 T 、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计).金属导轨是光滑的,取g =10 m/s 2,要保持金属棒在导轨上静止,求:

图8-1-23

(1)金属棒所受到的安培力的大小. (2)通过金属棒的电流的大小. (3)滑动变阻器R 接入电路中的阻值.

解析 (1)金属棒静止在金属导轨上受力平衡,如图所示

F 安=mg sin 30°, 代入数据得F 安=0.1 N.

(2)由F 安=BIL ,得I =F 安

BL =0.5 A.

(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R 0,根据闭合电路欧姆定律得:E =I (R 0+r ) 解得R 0=E

I -r =23 Ω.

答案 (1)0.1 N (2)0.5 A (3)23 Ω

高中物理磁场对电流的作用练习题汇总

磁场的描述磁场对电流的作用 知识点1 磁场、磁感应强度、磁感线 1.磁场 (1)基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用. (2)方向:小磁针的N极所受磁场力的方向. 2.磁感应强度 (1)定义式:B=F IL(通电导线垂直于磁场). (2)方向:小磁针静止时N极的指向. (3)磁感应强度是反映磁场性质的物理量.由磁场本身决定,是用比值法 定义的. 3.磁感线 (1)引入:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点 的磁感应强度的方向一致. (2)特点:磁感线的特点与电场线的特点类似,主要区别在于磁感线是闭 合的曲线. (3)磁体的磁场和地磁场 图9-1-1 易错判断 (1)磁场中某点磁感应强度的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力 的方向一致.(×) (2)磁感线是真实存在的.(×) (3)在同一幅图中,磁感线越密,磁场越强.(√) 知识点2 电流的磁场及磁场的叠加

1.奥斯特实验 奥斯特实验发现了电流的磁效应,即电流可以产生磁场,首次揭示了电与磁的联系. 2.安培定则的应用 直线电流的磁场通电螺线管的 磁场 环形电流 的磁场 特点无磁极、非匀强,且距导线越远处磁 场越弱 与条形磁铁的 磁场相似,管 为匀强磁场且 磁场最强,管 外为非匀强磁 场 环形电流 的两侧是N 极和S极, 且离圆环 中心越远, 磁场越弱 安培 定则 立体图 横截 面图 磁感应强度是矢量,计算时与力的计算方法相同,利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解. 易错判断 (1)通电导线周围的磁场是匀强磁场.(×) (2)电流的磁场方向可由右手螺旋定则(或安培定则)判定.(√) (3)一切磁现象都起源于电流或运动电荷,一切磁作用都是电流或运动电 荷之间通过磁场而发生的相互作用.(√) 知识点3 安培力 1.安培力的方向

磁场对电流的作用说课教案

《磁场对电流的作用》说课稿 张家口煤机技校李占飞 一、教材分析: 本节教材是劳动出版社第四版《物理》第八章第三节内容,是第八章中的一个重点。这一节主要内容是:讲述在匀强磁场中当通电导线与磁场方向垂直时通电导线所受的力的大小——即安培定则和力的方向的判定——即左手定则,再在此基础上对磁感强度做了一个定义。 本课的是:教学目的是: 知识目标: 1、知道什么是安培力,知道电流放置在磁场中的方向不同,受到的安培力也不同。掌握安培定律及公式F=BIL。 2、会用左手定则熟练地判定安培力的方向。 3、理解磁感(应)强度这一物理量。 能力目标: 1、通过演示磁场对电流作用的实验,培养学生总结归纳物理规律的能力. 2、通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想象能力. 情感目标: 通过对本课的学习,使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力,还需要严谨细密的科学态度. 本节课的重点是:安培定律、左手定则及磁感强度,难点是左手定则的应用及磁感强度这一物理量的理解 修订的劳动出版社第四版《物理》的主要指导思想为:遵循够用、实用,适用的原则,遵从中专职业学生的认知规律,由浅入深,循序渐进的让学生掌握基础知识和基本技能。强调以学生为主体的教学理念,注重教学的互动性。在本节的教材安排上,充分体现了这一特点,如安培定律中安培力的公式也仅讲当通电导线垂直于磁场方向这一特殊位置时所受的力:F=BIL;如在引进磁感强度定义时,在前边章节中已经介绍了磁感强度的概念,做好了铺垫,后来在分析电流受到磁场作用力后,才又对它做了定义,使学生有一个由浅入深,循序渐进的过程;降低了学科难度,使学生即能够掌握基础知识,又不影响对后续课程如《电工学》的学习。教学中一定要牢牢把握这一点,不要画蛇添足,增加学生的负担。这节课的实验研究——通电线圈在磁场中的作用及阅读材料――电流表的工作原理等栏目,即能够增加学生兴趣,又能拓展他们的知识面,与生产实践联系起来,使他们切实感受到《物理》这门文化课所起的基础作用。强调了以学生为主体的教学理念及教学的互动性。在教学中应该得以贯彻执行 二、学生分析: 中职的学生一般来说基础参差不齐,大部分学生基础不太扎实,好玩,爱动,动手能

探究磁场对电流的作用 说课稿

《磁场》 说 课 设 计 姓名: 班级: 学号: 教材:鲁科版选修3-1

《探究磁场对电流的作用》说课稿 各位老师,你们好! 今天我要进行说课的内容是鲁科版教材选修3-1第六章第1节内容《探究磁场对电流的作用》 首先,我对本次课程内容进行分析。 一、教材分析 1、教材的特点、地位与作用 这是普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1(司南版),第六章第一节《探究磁场对电流的作用》。 本节内容不仅是与上章知识(磁场性质)的联系点,而且是学习电流表工作原理和推导洛伦兹力公式的基础,在教材中承上启下作用。反应与电学知识、力学知识之间密切联系,是高中物理电磁学的重点部分。安培力与哪些因素有关的科学探究是采用控制变量法探究物理基本规律的一节课,涵盖了科学探究的基本因素,让学生在认知过程中体验领悟科学探究的意义,掌握研究问题的科学方法。 由于电流周围存在磁场,而磁场间存在相互作用,于是磁场对通电的导体存在的作用力便成了本节研究的话题。本节借助定量的研究,主要得到安培力与电流的大小成正比、与垂直磁场方向的导体长度成正比的结论,并为下一节的磁感应强度的定义做了先期准备,实验是这节课的教学重点。 2、教学目标 根据本教材的结构和内容分析,结合高二年级学生他们的认知结构及其心理特征,我制定了以下的教学目标。 ①知识与技能: 通过实验认识安培力,知道影响安培力大小和方向的因素;熟练应用左手定则判断安培力的方向,知道电动机和磁电式电流表的工作原理。 ②过程与方法: 通过实验,培养学生利用“控制变量法”总结归纳物理规律的能力;通过学习左手定则,培养学生的空间想象能力;通过自主探究,培养学生实验、探究的能力及相互协作、实事求是的精神。 ③情感、态度与价值观: 通过学习安培力,使学生领悟自然界的奇妙与和谐,激发学生对科学的好奇心与求知欲,培养学生的科学猜想能力;通过实验探究安培力的定量关系,将学生获得的对安培力定性的感性认识转移到定量的研究上,引导学生将探究的层次推向精神研究的层面。 3、教学的重、难点 结合课程标准的要求,在用教材教的基础上,我确定了以下的教学重点和难点 1. 教学重点:实验探究安培力的大小和方向 2. 教学难点:探究影响安培力大小的因素,找出其定量关系;对左手定则涉及到的空间关系的理解。 重难点的解决:以学生实验为突破口,引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素;反复地借助实验来理解左手定则,建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景。 为了讲清教材的重、难点,使学生能够达到本节内容设定的教学目标,我再从学生和教法两方面进行说明。

磁场对电流的作用

《磁场对电流的作用》教案 教学目标 知识与能力 1.知道磁场对通电导体有作用力。 2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方 向随着改变。 3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。 4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。 5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。 过程与方法 培养学生理论联系实际的意识 感态度与价值观 通过了解物理知识如何转化成实际技术应用,进一步提高学习科学技术知识的兴趣。

教学重点、难点 重点 1磁场对通电的导体有力的作用 2通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关 难点 左手定则的运用 (二)教具 小型直流电动机一台,学生用电源一台,大蹄形磁铁一块,干电池一节,用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不 多),两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接),支架 (吊铝箔筒用),如课本图12—10的挂图,线圈(参见图12 —2),抄有题目的小黑板一块(也可用幻灯片代替)。 (三)教学过程 1复习相关知识并提问: 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生()作用, 磁体间的相互作用就是通过()发生的。 2.将一根导线平行地放在静止的小磁针上方,当导线通电时, 发现小磁针(),说明电流周围存在()。

2.引入新课 本章主要研究电能:第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法,第三节我们研究了电能的输送,电能输送到用电单位,要使用电能,这就涉及到用电器,以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器,今天我们要研究另一种用电器一电动机。 出示电动机,给它通电,学生看到电动机转动,提高了学习兴趣。 提问:电动机是根据什么原理工作的呢? 讲述:要回答这个问题,还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现—电流周围存在磁场,电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是相互的,电流对磁体施加力时,磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。 3.进行新课 (1)通电导体在磁场里受到力的作用 板书课题:〈第四节磁场对电流的作用〉

《2.磁场对电流的作用》教案新部编本1

精品教学教案设计| Excellent teaching plan 教师学科教案 [20 -20学年度第—学期] 任教学科:________________ 任教年级:________________ 任教老师:________________ xx市实验学校 r \?

《2. 磁场对电流的作用》教案 一、教学目标 (一)知识与能力 1.知道磁场对通电导体有作用力。 2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。 3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。 4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。 5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。 (二)过程与方法培养学生理论联系实际的意识。 (三)情感态度与价值观通过了解物理知识如何转化成实际技术应用,进一步提高学习科学技术知识的兴趣。 二、教学重难点 (一)教学重点 1. 磁场对通电的导体有力的作用。 2. 通电的导体的受力方向跟磁场方向和电流方向有关。 (二)教学难点左手定则的运用。 三、教学用具 小型直流电动机一台,学生用电源一台,大蹄形磁铁一块,干电池一节,用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多),两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接),支架(吊铝箔筒用), 如课本图的挂图,线圈,抄有题目的小黑板一块(也可用幻灯片代替) 四、教学过程 (一)引入新课 本章主要研究电能:第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法,第三节我们研究了电能的输送,电能输送到用电单位,要使用电能,这就涉及到用电器,以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器,今天我们要研究另一种用电器一电动机。 出示电动机,给它通电,学生看到电动机转动,提高了学习兴趣。

磁场磁场对电流的作用

第十章磁场 考纲预览 71.电流的磁场 (I) 72.磁感应强度、磁感线、地磁场 (Ⅱ) 73.磁性材料、分子电流假说 (Ⅱ) 74.磁场对通电直导线的作用、安培力、左手定则 (Ⅱ) 75.磁电式电表原理 (I) 76.磁场对运动电荷的作用,洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动 (Ⅱ) 77.质谱仪,回旋加速器 (I) 说明: 1.安培力计算限于直导线跟B平行或垂直的两种情况 2.洛伦兹力的计算限于v跟B平行或垂直的两种情况 热点提示 1.电流的磁场 2.磁感应强度、磁感线 3.安培力、左手定则 4.洛伦兹力,粒子在磁场中的运动 5.对安培定则和左手定则的考查,以定性分析为主,如对电流产生磁场的判断、安培力作 用下的运动、运动电荷在磁场中的受力等 6.带电粒子在有界磁场中的运动,是高考的热点和重点之一,此类问题很好地体现了“数 理结合”思想,综合性强,能力要求高 7.带电粒子在复合场中的运动,是力学和电学的综合点,涉及的知识较多,解决时要注意 力学知识及三大方法的渗透 8.理论联系实际,对一些应用类模型,如速度选择器、质谱仪、回旋加速器、磁流体发电 机等,应灵活应用所学知识、分析工作原理、推导相关物理量 磁场磁场对电流的作用 一、磁场 1.磁场:磁极、电流和运动电荷周围存在的一种_______,其最基本的性质是对放入其中 的_______、_______有力的作用. 2.磁场的方向:在磁场中的任一点,小磁针_____极受磁场力的方向,就是那一点的磁场 方向(或小磁场静止时_____极所指方向). 3.磁感线:在磁场中画出一些有方向的曲线,曲线的_______表示该位置的磁场方向,曲 线的_______能定性地描述磁场的强弱,这一系列曲线称为磁感线.磁感线不_______、不 _______;磁感线是_______曲线(磁体外部由N→S,内部由S→N). 条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流、通电螺线管形成的磁场的磁感线分布各有何 特点?你能画一画吗? 4.地球本身也会在附近的空间产生磁场,叫做地磁场.地球的磁场与条形磁体的磁场相似, 其主要特点有三个: (1)地磁场的N极在地球_______附近。S极在地球_______附近. (2)地磁场B的水平位置Bx总是从地球_______指向地球_______;而竖直分量By在南半 球垂直地面_______,在北半球垂直地面_______。 (3)在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁感应强度相等,且方向水平_______. 4.电流的磁场安培定则

磁场对电流的作用力

高三年级物理学科导学案 1、如图所示,磁场B 方向、通电直导线中电流I 的方向,以及通电直导线所受磁场力F 的方向,其中正确的是( ) 2、试画出下列各图中通电导体棒ab 所受安培力的方向: 考点知识回顾: 安培力: 对 的作用力 安培力方向: 定则,伸开左手,让拇指与其余四指 ,并且都与手掌在同一平面内, 让磁感线从掌心进入,并使四指指向 的方向,这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向 理解:安培力既跟________方向垂直,又跟__________方向垂直,也就是说,安培力的方向总是垂 直于______________________所在的平面。 3、如右图所示,金属棒MN 用绝缘细丝悬吊在垂直于纸面向里的匀强磁场中,电流方向由M→N,此时悬线的拉力不为零.要使悬线的拉力变为零,可采用的办法是( ) A .将磁场反向,并适当增大磁感应强度 B .电流方向不变,并适当增大磁感应强度 C .将磁场反向,并适当减小磁感应强度 D .电流方向不变,并适当增大电流 4、如图所示,在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线,电流强度为I ,磁感应强度为B ,求各导线所受到的安培力。 (1) (2) (3) (4) (5)

考点知识回顾: 应用公式F=BIL时的注意点 1、B与L要 2、式中L是长度 (1)弯曲导线的有效长度L等于,相应的电流方向沿L由始端流向末端. (2)对任意形状的闭合线圈 ....,其有效长度均为, 即通电后在匀强磁场中受到的安培力为. 5、如图甲所示,质量为m的细杆ab置于倾角为θ的导轨上,ab处于磁场中,ab与导轨间动摩擦因数为μ,有电流时,ab恰好静止在导轨上,则从b端的侧视图看,其中杆 ab与导轨间摩擦力可能为“0”的是() 6、水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m,上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab,阻值不计。电源电动势为6V,内阻为0.5Ω,滑动变阻器调到2.5Ω时, (1)要在金属棒所在位置施加一个垂直于ab的匀强磁场,才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零,求匀强磁场的大小和方向. (2)若保持磁感应强度B的大小不变,方向顺时针转37°,此时ab仍然静止,则轨道对ab的支持力和摩擦力为多大? (3)若保持磁感应强度B的方向不变,大小变为原来的一半,则滑动变阻器调到什么阻值,才能Array 使金属棒ab对轨道的压力恰好为零 (1)匀强磁场的磁感应强度;(2)ab棒对导轨的压力;

物理九年级北师大版14.6磁场对电流的作用力同步练习2

《磁场对通电导体的作用力》习题 1、一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中,如图所示导线上电流由左向右流过。当导线以左端点为轴在竖直平面内转过900的过程中,导线所受的安培力() A、大小不变,方向也不变 B、大小由零渐增大,方向随时改变 C、大小由零渐增大,方向不变 D、大小由最大渐减小到零,方向不变 2、在匀强磁场中,有一段5㎝的导线和磁场垂直,当导线通过的电流是1A时,受磁场的作用力是0.1N,那么磁感应强度B= T;现将导线长度增大为原来的3倍,通过电流减小为原来的一半,那么磁感应强度B= T,导线受到的安培力F= N。 3、如图所示,长直导线通电为I1,通过通以电流I2环的中心且垂直环平面,当通以图示方向的电流I1、I2时,环所受安培力( ) A、沿半径方向向里 B、沿半径方向向外 C、等于零 D、水平向左 E、水平向右 4、如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A,A与螺线管垂直,A导线中的电流方向垂直纸面向里,开关S闭合,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( ) A、水平向左 B、水平向右 C、竖直向下 D、竖直向上 5、如图所示,把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,当通以图示方向的电流时,导线的运动情况是(从上往下看)( ) A、顺时针方向转动,同时下降 B、顺时针方向转动,同时上升 C、逆时针方向转动,同时下降 D、逆时针方向转动,同时上升 6、把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈中心, 且在线圈平面内。当线圈通以图示方向的电流时线圈将( ) A、发生转动,同时靠近磁铁 B、发生转动,同时远离磁铁 C、不发生转动,只靠近磁铁 D、不发生转动,只远离磁铁 1

高中物理磁场对电流的作用练习题汇总新选.

磁场的描述磁场对电流的作用 知识点1磁场、磁感应强度、磁感线 1.磁场 (1)基本特性:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用. (2)方向:小磁针的N极所受磁场力的方向. 2.磁感应强度 (1)定义式:B=F IL(通电导线垂直于磁场). (2)方向:小磁针静止时N极的指向. (3)磁感应强度是反映磁场性质的物理量.由磁场本身决定,是用比值法 定义的. 3.磁感线 (1)引入:在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟这点 的磁感应强度的方向一致. (2)特点:磁感线的特点与电场线的特点类似,主要区别在于磁感线是闭 合的曲线. (3)磁体的磁场和地磁场 图9-1-1 易错判断 (1)磁场中某点磁感应强度的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力 的方向一致.(×) (2)磁感线是真实存在的.(×) (3)在同一幅图中,磁感线越密,磁场越强.(√) 知识点2电流的磁场及磁场的叠加

1.奥斯特实验 奥斯特实验发现了电流的磁效应,即电流可以产生磁场,首次揭示了电与磁的联系. 2.安培定则的应用 直线电流的磁场通电螺线管的 磁场 环形电流 的磁场 特点无磁极、非匀强,且距导线越远处磁 场越弱 与条形磁铁的 磁场相似,管 内为匀强磁场 且磁场最强, 管外为非匀强 磁场 环形电流 的两侧是 N极和S 极,且离圆 环中心越 远,磁场越 弱 安培 定则 立体图 横截 面图 磁感应强度是矢量,计算时与力的计算方法相同,利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解. 易错判断 (1)通电导线周围的磁场是匀强磁场.(×) (2)电流的磁场方向可由右手螺旋定则(或安培定则)判定.(√) (3)一切磁现象都起源于电流或运动电荷,一切磁作用都是电流或运动电 荷之间通过磁场而发生的相互作用.(√) 知识点3安培力

磁场对电流的作用教学设计

磁场对电流的作用教学设计 教学目标: 知识与技能知道磁场对通电导线有力的作用. 知道磁场对通电导线的作用力方向跟磁场方向和电流方向有关. 过程与方法培养学生理论联系实际的意识. 情感、态度与价值观通过了解物理知识如何转化成实际技术应用,进一步提高学习科学技术知识的兴趣。 教学重点: 通电导线在磁场中要受到力的作用。 教学过程 复习相关知识并提问: 1.磁场的基本性质是它对放入其中的磁体产生( ) 作用,磁体间的相互作用就是通过() 发生的。 2. 将一根导线平行地放在静止的小磁针上方,当导线通电时,发现小磁针( ) ,说明电流周围存在( ) 。 演示实验: 演示直流电动机通电转动 提出问题: 1. 电动机为什么会转动呢? 2. 奥斯特实验证明了什么? 通电导体周围存在磁场,并通过磁场使小磁针偏转,即电流对磁体有力的作用。

启发学生: 磁场对电流有没有力的作用呢? 实验: (1) 介绍实验装置,并连接好。渗透设计思想,明确实验研究对象是铜棒。 (2) 让学生明确实验目的,即磁场能否让通电后的铜棒运动。 (3) 实验条件逐步演示并观察实验现象,完成记录表格。 1 静止的铜棒通电后发生什么现象?原因是什么?运动受力 2 铜棒的运动方向、电流的方向和磁感线方向的角度关系? 互相垂直 3 不改变磁场方向而改变电流的方向,铜棒运动方向如何? 改变方向 4 不改变电流的方向,而改变磁场方向,铜棒运动方向怎样?改变方向 (4) 学生根据实验现象,分析得出结论。 通电导体在磁场中受到力的作用。力的方向,电流的方向和磁场线的方向互相垂直。通电导体在磁场里受力的方向跟电流的方向和磁感线的方向有关。 左手定则 伸开左手,使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,使四指指向电流方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁力的方向。

磁场对电流和运动电荷的作用章节检测试题(含答案和解析)

磁场对电流和运动电荷的作用章节检测试 题(含答案和解析) 第六磁场对电流和运动电荷的作用测试 一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分) 1.下列天体周围都有磁场,其中指南针不能在其上工作的是() A.地球 B.太阳.月亮D.火星 2.软铁棒放在永磁体的旁边能被磁化,这是由于…() A.在永磁体磁场作用下,软铁棒中形成了分子电流 B.在永磁体磁场作用下,软铁棒中的分子电流消失了 .在永磁体磁场作用下,软铁棒中分子电流的取向变得大致相同 D.在永磁体磁场作用下,软铁棒中分子电流的取向变得更加杂乱无 3.自宇宙的电子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些电子在进入地球周围的空间时,将()

A.竖直向下沿直线射向地面 B.相对于预定地点向东偏转 .相对于预定点稍向西偏转D.相对于预定点稍向北偏转 4.某地地磁场的磁感应强度大约是4.0×10-5 T,一根长为500 的电线,电流为10 A,该导线可能受到的磁场力为() A.0B.0.1 N.0.3 ND.0.4 N 5.磁电式电流表的蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的,目的是() A.使磁场成圆柱形,以便框转动 B.使线圈平面在水平位置与磁感线平行 .使线圈平面始终与磁感线平行 D.为了使磁场分布规则 6.直导线ab长为L,水平放置在匀强磁场中,磁场方向如图,磁感应强度为B,导线中通有恒定电流,电流为I,则…() A.导线所受安培力大小为BIL B.若电流方向由b向a,则安培力方向竖直向上 .若使导线在纸面内转过α角,则安培力大小变成BILsinα D.若使导线在纸面内转过α角,则安培力大小变为BILs α

磁场对电流的作用教学设计示例一

磁场对电流的作用教学设计 林福州 (一)教学目的 1.知道磁场对通电导体有作用力。 2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。 3.知道通电线圈在磁场中转动的原理。 4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。 5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。 (二)教学重难点 1、重点: (1)、安培力的大小和方向 (2)、安培定则的应用 2、难点: (1)、安培定则 (2)、通电线圈在磁场中转动的原理 (三)教学方法 实验演示法、学生分组讨论法、讲授法 (四)教具 小型直流电动机一台,学生用电源一台,大蹄形磁铁一块,干电池一节,用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多),两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接),支架(吊铝箔筒用),如课本图12—10的挂图,线圈(参见图12—2),抄有题目的小黑板一块(也可用幻灯片代替)。 (五)教学过程 1.引入新课 本章主要研究电能:第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法,第三节我们研究了电能的输送,电能输送到用电单位,要使用电能,这就涉及到用电器,以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器,今天我们要研究另一种用电器一电动机。 出示电动机,给它通电,学生看到电动机转动,提高了学习兴趣。 提问:电动机是根据什么原理工作的呢 讲述:要回答这个问题,还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现—电流周围存在磁场,电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体

间力的作用是相互的,电流对磁体施加力时,磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。 2.进行新课 (1)通电导体在磁场里受到力的作用 板书课题:〈第四节磁场对电流的作用〉 介绍实验装置,将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上,使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图12—9)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻,受力后容易运动,以便我们观察。 演示实验1:用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路),让学生观察铝箔筒的运动情况,并回答小黑板上的题1:给静止在磁场中的铝箔筒通电时,铝箔筒会______,这说明______。 板书:<1.通电导体在磁场中受到力的作用。〉 (2)通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关 教师说明:下面我们进一步研究通电导体在磁场里的受力方向与哪些因素有关。 演示实验2:先使电流方向相反,再使磁感线方向相反,让学生观察铝箔筒运动后回答小黑板上的题2:保持磁感线方向不变,交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向,铝箔筒运动方向会 _________,这说明_________。保持铝箔筒中电流方向不变,交换磁极以改变磁感线方向,铝箔筒运动方向会______,这说明______。 归纳实验2的结论并板书:〈2.通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。〉 (3)磁场对通电线圈的作用 提问:应用上面的实验结论,我们来分析一个问题:如果把直导线弯成线圈,放入磁场中并通电,它的受力情况是怎样的呢 出示方框线圈在磁场中的直观模型(磁极用两堆书代替),并出示如课本上图12—10的挂图(此时,图中还没有标出受力方向)。 引导学生分析:通电时,图甲中ab边和cd边都在磁场中,都要受力,因为电流方向相反,所以受力方向也肯定相反。提问:你们想想看,线圈会怎样运动呢 演示实验3:将电动机上的电刷、换向器拆下(实质是线圈)后通电,让学生观察线圈的运动情况。” 教师指明:线圈转动正是因为两条边受力方向相反,边说边在挂图上标明ab和cd边的受力方向。 提问:线圈为什么会停下来呢

新课标鲁科版3-1选修三6.1《探究磁场对电流的作用》WORD教案1

第一节探究磁场对电流的作用(2课时) 【教学目的】 通过实验,认识到通电导线在磁场中受到力的作用,这种力就叫安培力;知道影响安培 力大小和方向的因素;知道左手定则和安培力大小的计算公式;用左手定则判断安培力的方 向,能计算在匀强磁场中,当通电导线所受安培力的大小。通过安培力了解磁感应强度的比 值定义法。 【教学重点】 使学生掌握电流在匀强磁场中所受安培力大小的决定因素、计算公式以及安培力方向的判定;使学生熟练的利用三视图来分析磁场、电流以及安培力之间的关系。并能扩展到线 框受力。 【教学难点】 在掌握磁感应强度定义的基础上,掌握磁场对电流作用的计算方法,并能熟练地运用 左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向 【教学媒体】 实验:马蹄形磁铁、干电池、导线、通电直导线研究仪等。课件:磁电式多用电表的 内部结构FLASH电动机的原理FLASH 【教学安排】 第1课时 【新课导入】 (1)将粉笔放置在蹄形磁铁两极之间,粉笔受力吗?如果把粉笔换成是小磁针呢? 生:粉笔不受力.小磁针受力(磁体T磁场T磁体) (2 )我们上一章学过的奥斯特的实验我们看到了什么现象呢?为什么?生:看到了小磁针发生了偏转。因为通电导线产生的磁场对它施的力. (电流T磁场T磁体) 师:我们同样也知道运动的电荷也会产生磁场同样也会让小磁针发生偏转。 (运动电荷T磁场T磁体) (3 )既然通电导线周围存在的磁场对小磁针有力的作用,那么小磁针也会产生磁场,小磁针的磁场对通电导线是否也有力的作用呢?(磁体_________ 【新课内容】 1、安培力的定义及力的作用点: 讲述:“上面的这个问题来自一位我们不得不提到的伟大的物理学家一一安培。他出身于一个富裕的家庭,不过在他身上历了各种不幸:父亲在法国大革命中被杀害,妻子过早的就离开了他,他一度沉浸在悲痛中,后来是卢梭关于植物学的著作燃起了他对科学的热情,他开始潜心研究学问。 他主要的贡献集中在电磁学方面:发现了电流产生磁场的规律---安培定律;提出 了著名的分子环流假说,阐述了磁现象的电本质;第一个把研究动电的理论称为“电动力学” ” 为了纪念安培,我们以其名字来命名电流的单位。符号为A。这是 物理7个基本单位之一。一p 讲述:在上个世纪,许多物理学家就提出通电导体在磁场里是否受力的问题,并着手研究?其中安培也在进行这方面的研究,并且他提出

5.3 磁场对电流的作用力

5.3 磁场对电流的作用力 考纲要求:熟练掌握左手定则以及磁场对电流作用力的计算。 教学目的要求:1、掌握磁场对电流作用力的大小和方向的判断。 2、理解通电线圈在磁场中的受力分析和力矩计算。 教学重点:磁场对电流作用力大小和方向。 教学难点:通电线圈在磁场中的受力分析。 课时安排:2节课型:复习 教学过程: 【知识点回顾】 一、磁场对电流的作用力 1、磁场对电流作用力大小F= 注意:(1)单位 (2)适用于匀强磁场。 2、磁场对电流作用力的方向 (1)方法: (2)此方法:B、I方向可以得到方向;B、F方向可以得到方向;I、F 方向可以得到方向。(两两垂直) 二、通电线圈在匀强磁场中所受力矩的分析 1、矩形线圈在磁场中的受力情况: ad边、bc边与磁力线倾斜θ角 Fad= 方向:; Fbc= 方向:。 Fad、Fbc大小,方向,在上,是力,不产生,不会使线圈发生偏转。 ab边、cd边与磁力线相垂直 Fab= 方向:; Fcd= 方向:。 Fab、Fcd大小,方向,不在上,是一对,产生,从而使线圈发生偏转。当转动到时,线圈停止转动。 2、分析:通电线圈在匀强磁场中所受力矩 M= (其中θ为) θ=00时,M= ()θ=900时,M= ()

【课前练习】 一、判断题 1、通电矩形线圈在磁场中的力矩方向也可用左手定则判断。( ) 2、磁电式仪表中的磁场是匀强磁场。( ) 3、磁场力的方向和磁场方向及电流方向一定是两两垂直。( ) 二、选择题 1、电流与电流之间存在力作用的实质是( ) A.电磁与电磁间的相互作用 B.电场与电磁间的相互作用 C.磁场与电磁间的相互作用 D.磁场与磁场间的相互作用 2、如图示,磁极中通电直导体的受力情况是 A.向上受力 B.向下受力 C.向左受力 D.向右受力 3、如图所示,矩形框的ab、dc边的有效长度相同,则矩形框有 ( ) A.向上运动趋势 B.向下运动趋势 C.向左运动趋势 D.向右运动趋势 4、数匝通电线圈在磁场中会受到电磁转矩的作用,其转矩的计算公式为(式中α为磁 力线与线圈平面的夹角) ( ) A.M=BIS B.M=BIScosα C.M=NBISsinα D.M=NBIScosα 三、填空题 1、通电导线与磁场方向成某一角度θ时,受到的作用力公式为,当θ=Л/2时,F= ,当θ=0O。时,F= . 2、通电矩形线圈在磁场中要受到电磁力矩的作用,其公式可以是:M=NBIScosα,则α的意义是。有时也可以用公式M=NBISsinθ表示,则θ的意义是。 3、由于磁电式仪表的通电线圈受到的力矩M与被测的电流I成比,所以电流表的刻度是,如用它来改装成欧姆,刻度是。 4、两根平行导体中的电流方向相同时,两根导体将;当电流方向相反时,两根导体将___ _。 四、分析计算题 1、标出图中电流或力的方向。 2、在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,有一长度为50 cm的导线,导线中的电流为 10 A,导线与磁力线的夹角分别为O O、30 O和90 O时,求导体各受力大小?

磁场对电流的作用 电动机_教案

磁场对电流的作用电动机 【教学目标】 1.知道直流电动机的原理和主要构造。 2.理解换向器在直流电动机中的作用。 3.了解直流电动机的优点及其应用。 4.培养学生把物理理论应用于实际的能力。 【教学重点】 直流电动机的原理和主要构造。 【教学难点】 理解换向器在直流电动机中的作用。 【教学准备】 电源、导体、磁铁、电动机模型 【教学过程】 一、复习引入新课 提问:上节课我们做实验给磁场中的导体通电,发现了什么?(通电导体在磁场中受力的作用开始运动)。 提问:这个力的方向与哪两个因素有关?(电流方向和磁感线方向) 提问:通电线圈在磁场中怎样运动?(线圈会转动) 提问:这个现象中能量是怎样转化的?(电能转化为机械能) 引入新课:电动机就是利用通电线圈在磁场中受力而转动的现象制成的,它将电能转化成机械能。下面我们来研究电动机是如何利用上述现象制成的,先讨论最简单的一种直流电动机。 二、进行新课教学 首先要解决的问题,如何使线圈连续转动起来? (1)使磁场中的通电线圈能连续转动的办法 很多同学可能马上想到通电线圈在磁场中不能连续转动(转到平衡位置要停下来),而实际的电动机要连续转动。怎样解决这个问题呢?(此处可告诉学生把理论用于实际需要再

付出很多劳动,以培养学生对应用科学的兴趣)要解决这个问题,我们还得进行深入研究。 提问:在上节课的演示实验中,线圈转到平衡位置时是立即停止吗?为什么它不立即停止?(由于惯性线圈会稍转过平衡位置) 提问:转过平衡位置后,为什么它又转回来呢?(利用模型分析:转过平衡位置后,ab 边受力仍向里,cd边受力仍向外,正是这一对力使线圈转回来的) 提问:要使线圈不转回来,应该在线圈刚转过平衡位置时就改变线圈的受力方向,即使线圈刚转过平衡位置就使ab边受力变为向外,cd边受力变为向里。怎样才能使线圈受力方向发生这样的改变呢? 引导学生回忆影响受力方向的两个因素,从而得出:应该在此时改变电流方向,或者改变磁感线方向。进一步引导学生分析:改变磁感线方向就是要及时交换磁极,显然这不容易做到;实际的直流电动机是靠及时改变电流方向来改变受力方向的。 板书:使磁场中的通电线圈连续转动,就要每当线圈刚转过平衡位置,就改变一次电流方向。 (2)换向器 提问:怎样才能使线圈刚转过平衡位置时就及时改变电流方向呢? 让学生想办法并开展讨论,教师下去了解学生的情况并鼓励和指导。 教师引导:出示电动机模型,要求学生观察两个半圆铜环和电刷,指出:靠这两样东西就可以解决问题。引出换向器的作用。 提问:“换向器”是怎样实现“换向”的?利用电动机课件或课本图相似的模型演示。 ①“换向器”由两个半铜环组成。 ②两个半铜环的开口处(即绝缘处)安装。 ③当线圈由于惯性稍稍转过平衡位置时,能交换电刷与换向器的半铜环的接触,从而改变了线圈中的电流方向和受力方向,使线圈仍能按原来的绕向转动,从而实现线圈连续转动。 (3)直流电动机的构造 出示直流电动机模型:主要构造由磁体、线圈、换向器和电刷组成。 介绍实际的电动机由转子和定子两个基本部分组成 演示:给直流电动机模型通电转动,提高学生兴趣。 告诉学生:下节课同学们将自己装一台小直流电动机,进一步弄清楚它的有关知识。 (4)交流电动机 让学生阅读课文最后一个自然段,了解交流电动机和电动机的优点和应用。

磁场对电流有力作用

第五节磁场对电流的作用力 学习目的 1.知道磁场对通电导体有作用力。 2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。 3.知道通电线圈在磁场中转动的原理。 4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。 学习过程 一、预习检测 1.通电导体在磁场中受力的方向与__________和___________有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。 2、电动机是根据_______原理工作的,和电动机工作原理相同有____________ 3、左手定则的内容是____________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ 二、自学引导(一) (1)通电导体在磁场里受到力的作用 介绍实验装置,将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上,使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图14-32)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻,受力后容易运动,以便我们观察。 演示实验1:用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路),让学生观察铝箔筒的运动情况, 并回答问题1:给静止在磁场中的铝箔筒通电时,铝箔筒会_____,这说明_____。 点拨通电导体在磁场中受到力的作用 自学引导(二) (2)通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关 演示实验2:先使电流方向相反,再使磁感线方向相反,让学生观察铝箔筒运动 回答问题2:保持磁感线方向不变,交换电池两极以改变铝箔筒中电流方向,铝箔筒运动方向会______,这说明______。保持铝箔筒中电流方向不变,交换磁极以改变磁感线方向,铝箔筒运动方向会______,这说明______。 归纳实验2的结论并板书:〈2.通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关。〉 自学引导(三) (3)磁场对通电线圈的作用 提问:应用上面的实验结论,我们来分析一个问题:如果把直导线弯成线圈,放入磁场中并通电,它的受力情况是怎样的呢? 课件展示, 通电线圈在磁场中受力情况 引导学生分析:通电时,图甲中ab边和cd边都在磁场中,都要受力,因为电流方向相反,所以受力方向也肯定相反。提问:你们想想看,线圈会怎样运动呢? 自学引导(四)演示实验3:将电动机上的电刷、换向器拆下(实质是线圈)后通过,让学生观察线圈的运动情况。 教师指明:线圈转动正是因为两条边受力方向相反,才会转动。 提问:线圈为什么会停下来呢? 利用课件:在甲图位置时,两边受力方向相反,但不在一条直线上,所以线圈会转动。当转动到乙图位置时,两边受力方向相反,且在同一直线上,线圈在平衡力作用下保持平衡而静止。 板书结论:〈3.通电线圈在磁场中受力转动,到平衡位置时静止。〉 堂清 1:通电导体在磁场中受力而运动是消耗了______能,得到了______ 能。 2、若改变通电导线在磁场受力的方向,可采用的方法() A.改变通电导线中的电流大小 B.只改变电流方向或只改变磁感线 方向 C.同时改变电流方向和磁感线方向 D.改变电流大小和磁场强弱 3、下列设备是根据磁场对通电导体的作用原理制成的() A.电磁继电器 B.电铃 C.电风扇的电动机 D.电磁铁 4、电动机是根据_______原理工作的,和电动机工作原理相同有____________ 5.改变电动机转动的方向的方法有(1)________(2)___________ 6.改变电动机转动的快慢方法(1)__________(2)_________ 四、拓展延伸 电动机就是根据通电线圈在磁场中受力而转动的道理工作的。但实际制成电动机时,还有些问题需要我们解决,比如:通电线圈不能连续转动,而实际电动机要能连续转动,这个问题同学们先思考,下节我们研究。 五、课后反思 - 1 -

磁场对电流的作用 教学设计示例一

磁场对电流的作用教学设计示例一 磁场对电流的作用教学设计示例一 磁场对电流的作用教学设计示例一 (一)教学目的 1.知道磁场对通电导体有作用力。 2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感应线方向有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。 3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。 4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。 5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。 (二)教具 小型直流电动机一台,学生用电源一台,大蹄形磁铁一块,干电池一节,用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多),两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接),支架(吊铝箔筒用),如课本图12—10的挂图,线圈(参见图12—2),抄有题目的小黑板一块(也可用幻灯片代替)。 (三)教学过程 1.引入新课

本章主要研究电能:第一节和第二节我们研究了获得电能的原理和方法,第三节我们研究了电能的输送,电能输送到用电单位,要使用电能,这就涉及到用电器,以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器,今天我们要研究另一种用电器一电动机。 出示电动机,给它通电,学生看到电动机转动,提高了学习兴趣。 提问:电动机是根据什么原理工作的呢? 讲述:要回答这个问题,还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现—电流周围存在磁场,电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是相互的,电流对磁体施加力时,磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。 2.进行新课 (1)通电导体在磁场里受到力的作用 板书课题:〈第四节磁场对电流的作用〉 介绍实验装置,将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上,使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(参见课本中的图12—9)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻,受力后容易运动,以便我们观察。 演示实验1:用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路),让学生观察铝箔筒的运动情况,并回答小黑板上的题1:给静止在磁场中的`铝箔筒通电时,铝箔筒会______,这说明______。 板书:<1.通电导体在磁场中受到力的作用。〉

磁场对电流的作用力

磁场对电流的作用力 (一)教学目的 1.知道磁场对通电导体有作用力。 2.知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁感线方向有关,改变电流方向或改变磁感线方向,导体的受力方向随着改变。 3.知道通电线圈在磁场中转动的道理。 4.知道通电导体和通电线圈在磁场中受力而运动,是消耗了电能,得到了机械能。 5.培养学生观察能力和推理、归纳、概括物理知识的能力。 (二)教具 小型直流电动机一台,学生用电源一台,大蹄形磁铁一块,干电池一节,用铝箔自制的圆筒一根(粗细、长短与铅笔差不多),两根铝箔条(用透明胶与铝箔筒的两端相连接),支架(吊铝箔筒用),图01所示的挂图,图02所示的线圈,抄有题目的小黑板一块(也可用投影片代替)。 (三)教学过程 1.引入新课 本章主要研究电能;第三节和第四节我们研究了获得电能的原理和方法,前面的学习中我们研究了电能的输送。电能输送到用电单位,要使用电能,这就涉及到用电器,以前我们研究了电灯、电炉、电话等用电器,今天我们要研究另一种用电器--电动机。 出示电动机,给它通电,学生看到电动机转动,提高了学习兴趣。 提问:电动机是根据什么原理工作的呢? 讲述:要回答这个问题,还得请同学们回忆一下奥斯特实验的发现--电流周围存在磁场,电流通过它产生的磁场对磁体施加作用力(如电流通过它的磁场使周围小磁针受力而转动)。根据物体间力的作用是相互的,电流对磁体施加力时,磁体也应该对电流有力的作用。下面我们通过实验来研究这个推断。 2.进行新课 (1)通电导体在磁场里受到力的作用 板书课题:〈第六节磁场对电流的作用〉 介绍实验装置,将铝箔筒两端的铝箔条吊挂在支架上,使铝箔筒静止在磁铁的磁场中(如图03所示)。用铝箔筒作通电导体是因为铝箔筒轻,受力后容易运动,以便我们观察。 演示实验1:用一节干电池给铝箔筒通电(瞬时短路),让学生观察铝箔筒的运动情况,并回答小黑板上的题1:给静止在磁场中的铝箔筒通电时,铝箔筒会_____,这说明_____。 板书: <1.通电导体在磁场中受到力的作用。〉 (2)通电导体在磁场里受力的方向,跟电流方向和磁感线方向有关 教师说明:下面我们进一步研究通电导体在磁场里的受力方向与哪些因素有关。

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