第一篇:磁感應強度教案
3.2磁感應強度教案
永平一中
張強
一、教學目標
1.理解和掌握磁感應強度的方向和大小,知道單位。2.能用磁感應強度定義式進行計算。
3.通過觀察模擬實驗動畫,使學生理解和掌握磁感應強度定義。4.培養學生探究物理現象的興趣,提高綜合學習能力。
二、教學重點、難點
重點:磁感應強度方向的規定及大小的計算。難點:對磁感應強度的理解及大小的探究。
三、教學方法
講授法、類比法、實驗展示
四、課時安排
1課時
五、課型
新授課
六、教具
多媒體教具
七、教學過程
【新課引入】
通過第一章的學習,我們知道電場是一種客觀存在的特殊物質,并用比值定義法定義了電場強度。通過本章第一節學習磁場,知道磁場也是一種客觀存在的特殊物質,并且電場和磁場有許多相似之處,那么我們能不能類比電場來研究磁場呢?
Ppt展示蹄形磁鐵能吸引較輕的大頭針,電磁鐵起重機能吸引許多教重的東西,螺絲刀只能吸引幾根導線。通過圖片激發學生的興趣。
從圖片我們知道磁場有強弱。
【提出問題】類比電場強度E=F/q。定義,我們怎么來定義磁場的強弱和方向呢?
為了表征磁場的強弱和方向,我們引入一個新的物理量:磁感應強度。
(一)磁感應強度的方向
【類比】規定電場方向是正試探電荷的受力方向。
【提出問題】磁場方向是否也能規定為磁極、電流的受力方向呢?
觀看ppt,小磁針在在磁鐵周圍的不同位置指向不同,說明小磁針受力方向不同,磁場方向不同。所以磁感應強度是矢量。
【規定】物理學中規定:小磁針靜止時N極所指方向或小磁針N極在此處的受力方向為該點的磁感應強度的方向。
(二)磁感應強度的大小
類比電場強度E=F/q。定義,我們怎么來定義磁場的強弱呢? 【提出問題】我們選擇磁體還是選擇通電導體做為研究對象呢?
因為導線在磁體中的運動更容易觀察,而讓磁體運動不好觀察,所以我們選擇通電導線在蹄形磁鐵中運動,推出導線收到磁場力的大小與哪些因素有關,來更進一步推出磁感應強度的定義。【思考】通電導線受到磁場力與哪些因素有關?
導線長度、電流大小、磁場的不同、放置的位置(導線與磁場方向平行、垂直及任意夾角受力情況不同)
【設計實驗方案】
1.保持磁場和通電導線的長度不變,改變電流大小。
Ppt演示模擬實驗,改變電流強度,觀察通電導線的偏離角度大小。【結論】磁場方向和電流方向垂直時電流越大,導線偏角越大。導線受到磁場力與電流強度成正比。
2.保持磁場和導線中的電流不變,改變通電導線的長度。
Ppt演示模擬實驗,改變導線長度,觀察通電導線的偏離角度大小。【結論】磁場方向和電流方向垂直時磁場中的導線越長,導線偏角越大。導線受磁場力與導線長度成正比。
【歸納】實驗結論,磁場方向和電流方向垂直時,通電導線受到的磁場力F與電流強度I,和導線長度L成正比。F=BIL(B是比例系數,不同的磁場B不同)磁感應強度B為比例系數。
1.定義:在磁場中垂直于磁場方向的通電導線,所受的安培力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫磁感應強度.B=F/IL。(磁感應強度的定義式)(比值定義法)
2.單位: 牛頓/安·米
特斯拉(特
T)
T=1 N/(A?m)
【小結】
1.磁感應強度由通電導線的長度、電流及導線受力決定嗎? B與L、I、F無關,與場源和該點在場中的位置有關。
2.用B=F/IL計算時,要注意什么問題?
導線電流的方向與磁場方向的關系,要注意兩者必須垂直。通電導線與磁場方向垂直時受到磁場力最大,平行時為零。
3.磁感應強度的物理意義及反映什么性質?
物理意義:B是表示磁場強弱和方向的物理量,是描述磁場力的性質的物理量,是矢量。
4.你認為電場力(磁場力)在方向上與電場強度(磁感應強度)有何關系?
電場力方向規定為正電荷受力方向;
小磁針北極受力方向規定為磁感應強度方向,電流受力方向與磁場方向垂直。
5.若在某一點同時存在幾個磁場,則該點的磁感應強度B如何?
若某一空間同時存在幾個磁場,空間的磁場應由這幾個磁場疊加而成,某點的磁感應強度為B,則有B=B1+B2+B3……(矢量和),用平行四邊形法則運算。
八、課堂練習(ppt)
九、板書設計
1.磁感應強度的物理意義
2.磁感應強度的方向
3.磁感應強度的大小
4.磁感應強度的單位
5.磁感應強度是矢量
6.磁感應強度疊加原理
十、布置作業
課后練習1、2、3
課時訓練
十一、教學反思
教學過程中注意電場、磁場的類比,注意啟發和引導學生看模擬實驗得出結論。
第二篇:《磁感應強度》教案1
《磁感應強度》教案
一、教材分析
磁感應強度是本章的重點內容,所以學好本節內容十分重要,首先要告訴學生一定要高度重視本節課內容的學習。
二、教學目標
(一)知識與技能
1、理解磁感應強度B的定義,知道B的單位是特斯拉。
2、會用磁感應強度的定義式進行有關計算。
3、會用公式F=BIL解答有關問題。(二)過程與方法
1、知道物理中研究問題時常用的一種科學方法——控制變量法。
2、通過演示實驗,分析總結,獲取知識。(三)情感、態度與價值觀
學會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的科學方法。
三、教學重點難點
學習重點:
磁感應強度的物理意義 學習難點:
磁感應強度概念的建立。
四、學情分析
學生通過日常生活經驗對磁場強弱已具有一定的感性認識,且在研究電場時,已經學習確定了一個叫做電場強度的物理量,用來描述電場的強弱。與此對比類似引出表示磁場強度和方向的物理量。
五、教學方法
實驗分析、講授法
六、課前準備
1、學生的準備:認真預習課本及學案內容
2、教師的準備:多媒體課件制作,課前預習學案,課內探究學案,課后延伸拓展學案
七、課時安排
1課時
八、教學過程
(一)用投影片出示本節學習目標.(二)復習提問、引入新課
磁場不僅具有方向,而且也具有強弱,為表征磁場的強弱和方向就要引入一個物理量.怎樣的物理量能夠起到這樣的作用呢?緊接著教師提問以下問題.1.用哪個物理量來描述電場的強弱和方向? [學生答]用電場強度來描述電場的強弱和方向.2.電場強度是如何定義的?其定義式是什么?
[學生答]電場強度是通過將一檢驗電荷放在電場中分析電荷所受的電場力與檢驗電荷量的比值來定義的,其定義式為E=F.q過渡語:今天我們用相類似的方法來學習描述磁場強弱和方向的物理量——磁感應強度.(三)新課講解-----第二節、磁感應強度 1.磁感應強度的方向
【演示】讓小磁針處于條形磁鐵產生的磁場和豎直方向通電導線產生的磁場中的各個點時,小磁針的N極所指的方向不同,來認識磁場具有方向性,明確磁感應強度的方向的規定。
【板書】小磁針靜止時N極所指的方向規定為該點的磁感應強度方向 過渡語:能不能用很小一段通電導體來檢驗磁場的強弱呢? 2.磁感應強度的大小
【演示1】用不同的條形磁鐵所能吸起的鐵釘的個數是不同的,說明磁場有強弱。【演示2】探究影響通電導線受力的因素(如圖)先介紹勻強磁場:如果磁場的某一區域里,磁感應強度的大小和方向處處相同,這個區域的磁場叫勻強磁場。
后定性演示(控制變量法)①保持通電導線的長度不變,改變電流的大小②保持電流不變,改變通電導線的長度。讓學生觀察導線受力情況。
【板書1】精確實驗表明,通電導線和磁場方向垂直時,通電導線受力(磁場力)大小F?IL
寫成等式為:F = BIL ① 式中B為比例系數。
注意:①B與導線的長度和電流的大小無關②在不同的磁場中B的值不同(即使同樣的電流導線的受力也不樣)再用類比電場強度的定義方法,從而得出磁感應強度的定義式 【板書2】磁感應強度的大小(表征磁場強弱的物理量)
(1)定義: 在磁場中垂直于磁場方向的通電導線,所受的力(安培力)F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值叫磁感應強度。符號:B 說明:如果導線很短很短,B就是導線所在處的磁感應強度。其中,I和導線長度L的乘積IL稱電流元。
(2)定義式:F ②
B?IL(3)單位:在國際單位制中是特斯特,簡稱特,符號T.1T=N/A·m(4)物理意義:磁感應強度B是表示磁場強弱的物理量.對B的定義式的理解:
①要使學生了解比值F/IL是磁場中各點的位置函數。換句話說,在非勻強磁場中比值F/IL是因點而異的,也就是在磁場中某一確定位置處,無論怎樣改變I和L,F都與IL的乘積大小成比例地變化,比值F/IL跟IL的乘積大小無關。因此,比值F/IL的大小反映了各不同位置處磁場的強弱程度,所以人們用它來定義磁場的磁感應強度。還應說明F是指通電導線電流方向跟所在處磁場方向垂直時的磁場力,此時通電導線受到的磁場力最大。
②有的學生往往單純從數學角度出發,曲公式B= F/IL得出磁場中某點的B與F成正比,與IL成反比的錯誤結論。
③應強調說明對于確定的磁場中某一位置來說,B并不因探測電流和線段長短(電流元)的改變而改變,而是由磁場自身決定的;比值F/IL不變這一事實正反映了所量度位置的磁場強弱程度是一定的。
【例】磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導線,它的電流強度是2.5 A,導線長1 cm,它受到的安培力為5×10-2 N,則這個位置的磁感應強度是多大?
解答:
F5?10?2 NB???2 T?2IL2.5A?1?10 m介紹一些磁場的磁感應強度值。(P89表3。2-1)(四)小結:可繼續類比磁場與靜電場,小結出以下兩個方面:
一是電場力與磁場力在方向上是有差異的。電場力的方向總是與電場強度E的方向相同或相反;而磁場力的方向恒與磁感應強度B的方向垂直。
二是E和B在引入方法上也是有差異的。在電場強度E的引入中,考慮到的是電場中檢驗電荷所受的力F與檢驗電荷所帶電量q之比;而在磁感應強度B的引入中,考慮的是磁場中檢驗電流元所受的力F與乘積IL之比。
九、板書設計
1.磁感應強度定義 2.定義式:B=F
IL
3.大小:B=F(B⊥L)IL4.方向:磁感應強度的方向與磁場方向相同 5.物理意義:磁感應強度是描述磁場力性質的物理量 形象表示——磁感線
十、教學反思
本節內容是本章的重點內容,所以學好本節內容十分重要。覺得類比教學可更多的交與學生進行類比,比較得出結論。
第三篇:高中物理 磁感應強度教案
3.2磁感應強度
一、教學目標
1.掌握磁感應強度的定義和磁通量的定義. 2.掌握利用磁感應強度的定義式進行計算. 3.掌握在勻強磁場中通過面積S的磁通量的計算.
4. 搞清楚磁感應強度與磁場力,磁感應強度與磁通量的區別和聯系.
二、教學重點、難點
1.該節課的重點是磁感應強度和磁通量的概念.
2.磁感應強度的定義是有條件的,它必須是當通電直導線L與磁場方向垂直的情況下,B=
F.IL3.磁通量概念的建立也是一個難點,講解時,要引入磁感線來幫助學生理解和掌握.
三、教具
1.通電導體在磁場中受力演示. 2.電流天平.(選用)3.掛圖(磁感線、磁通量用).
四、教學過程
(一)引入新課
提問:什么是磁現象的電本質?
應答:運動電荷(電流)在自己周圍空間產生磁場,磁場對運動電荷或電流有力的作用,磁極與磁極、磁極與電流、電流與電流之間發生相互作用都可以看成是運動電荷之間通過磁場而發生相互作用.這就是磁現象的電本質.
為了表征磁場的強弱和方向,我們引入一個新的物理量:磁感應強度.我們都知道電場強度是描述電場力的特性的,那么磁感應強度就是描歡迎各位老師踴躍投稿,稿酬豐厚 郵箱:zxjkw@163.com
述磁場力特性的物理量,因此我們可以用類比的方法得出磁感應強度的定義來.
提問:電場強度是如何定義的?
應答:電場中某點的電場強度等于檢驗電荷在該點所受電場力與檢
電荷在該點的受力方向.
(二)教學過程設計 1.磁感應強度
通過實驗,得出結論,當通電直導線在勻強磁場中與磁場方向垂直時,受到磁場對它的力的作用.對于同一磁場,當電流加倍時,通電導線受到的磁場力也加倍,這說明通電導線受到的磁場力與通過它的電流強度成正比.而當通電導線長度加倍時,它受到的磁場力也加倍,這說明通電導線受到的磁場力與導線長也成正比.對于磁場中某處來說,通電導線在該處受的磁場力F與通電電流強度I與導線長度L乘積的比值是一個恒量,它與電流強度和導線長度的大小均無關.在磁場中不同位置,這個比值可能各不相同,因此,這個比值反映了磁場的強弱.
提問:類比電場強度的定義,誰能根據以上實驗事實用一句話來定義磁感應強度,用B來表示,并寫出它的定義式.
回答:磁場中某處的磁感應強度等于通電直導線在該處所受磁場力F與通電電流和導線長度乘積IL的比.定義式為
再問:通電直導線應怎樣放入磁場? 應答:通電直導線應當垂直于磁場方向.
指出前面的回答對磁感應強度的論述是不嚴密的.(不管學生回答的嚴密不嚴密)應強調通電直導線必須在垂直磁場方向的條件下,該定義才成立.在測量精度要求允許的條件下,在非勻強磁場中,當通電導線足夠短,可以近似地看成一個點,在該點附近的磁場也可近似地看成
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(1)磁感應強度的定義
在磁場中某處垂直于磁場方向的通電直導線,受到的磁場力F,跟通電電流強度和導線長度的乘積IL的比值叫做該處的磁感應強度B.(2)磁感應強度的公式(定義式):
(3)磁感應強度的單位(板書)
在國際單位制中,B的單位是特斯拉(T),由B的定義式可知:
(4)磁感應強度的方向
磁感應強度是矢量,不但有大小,而且有方向,其方向即為該處磁場方向.
順便說明,一般的永磁體磁極附近的磁感應強度是0.5T左右,地球表面的地磁場的磁感應強度大約為5.0×10-5T. 課堂練習
練習1.勻強磁場中長2cm的通電導線垂直磁場方向,當通過導線的電流為2A時,它受到的磁場力大小為4×10-3N,問:該處的磁感應強度B是多大?(讓學生回答)
應答:根據磁感應強度的定義
在這里應提醒學生在計算中要統一單位,計算中必須運用國際單位. 再問:若上題中,電流不變,導線長度減小到1cm,則它受磁場力F和該處的磁感應強度B各是多少?若導線長不變,電流增大為5A,則它受磁場力F和該處的磁感應強度B各是多少?
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引導學生討論,得出正確的答案:2×10-3N,0.1T;1×10-2N,0.IT,并指出,某處的磁感應強度由建立該磁場的場電流情況和該點的空間位置來決定,與檢驗通電直導線的電流強度大小、導線長短無關.
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第四篇:磁感應強度教案(推薦)
磁感應強度
三維目標
【知識與技能】
1.理解磁感應強度B的定義及單位. 2.知道什么叫勻強磁場.3.知道什么是安培力,知道電流方向與磁場方向平行時,電流受的安培力為零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受安培力的大小. 【過程與方法】
1.通過演示磁場對電流作用的實驗,培養學生總結歸納物理規律的能力. 【情感、態度與價值觀】
通過對本節的學習,使得學生了解科學的發現不僅需要勤奮的努力,還需要嚴謹細密的科學態度.
教學重點:理解磁感應強度B的定義及單位 教學過程
1、哪些物質的周圍有磁場?你是怎樣理解磁場的?(特殊物質;基本性質)2、磁場是否有強弱之分,怎樣才能認識和描述磁場的強弱?(分析它的基本性質)
一、磁感應強度(描述磁場強弱的物理量)
1、方向:小磁針靜止時N極所指的方向規定為該點的磁感應強度的方向,—磁場方向。教師:你能描述地磁場的方向嗎?直線電流的磁場方向?
(小磁針靜止時所受合力為零,磁極來定義磁場強弱不好定量)2.決定安培力大小的因素有哪些?
利用演示實驗裝置,研究安培力大小與哪些因素有關(1)與電流的大小有關.
保持導線在磁鐵中所處的位置及與磁場方向不變這兩個條件下,通過移動滑動變阻器觸頭改變導線中電流的大小.
請學生觀察實驗現象.導線擺動的角度大小隨電流的改變而改變,電流大,擺角大;電流小,擺角小.
實驗結論:垂直于磁場方向的通電直導線,受到磁場的作用力的大小跟導線中電流的大小有關,電流大,作用力大;電流小,作用力也小.
(2)與通電導線在磁場中的長度有關. 保持導線在磁鐵中所處的位置及方向不變,電流大小也不變,改變通電電流部分的長度.學生觀察實驗現象.導線擺動的角度大小隨通電導線長度而改變,導線長、擺角大;導線短,擺角小.
實驗結論:垂直于磁場方向的通電直導線,受到的磁場的作用力的大小限通電導線在磁場中的長度有關,導線長、作用力大;導線短,作用力小.
(3)與導線在磁場中的放置方向有關.
保持電流的大小及通電導線的長度不變,改變導線與磁場方向的夾角,當夾角為0°時,導線不動,即電流與磁場方向平行時不受安培力作用;當夾角增大到90°的過程中,導線擺角不斷增大,即電流與磁場方向垂直時,所受安培力最大;不平行也不垂直時,安培力大小介于和最大值之間.
總結歸納以上實驗現象,用L表示通電導線長度,I表示電流,保持電流和磁場方向垂直,通電導線所受的安培力大小FIL 用B表示這一比值,有
.B的物理意義為:通電導線垂直置于磁場同一位置,B值保持不變;若改變通電導線的位置,B值隨之改變.表明B值的大小是由磁場本身的位置決定.對于電流和長度相同的導線,放置在B值大的位置受的安培力F也大,表明磁場強.放在B值小的位置受的安培力F也小,表明磁場弱.因而我們可以用比值B?強弱,把它叫做磁感應強度.
推理:IL相同,在不同磁場中受F不同。怎樣檢驗空間中某點磁場的強弱?
二、磁感應強度的大小
B=FILFIL來表示磁場的(適用條件;比值定義法)
1、定義:垂直于磁場方向的通電直導線,所受的力與導線的長和電流的乘積的比值叫B
(B決定于磁場JB78訓練2)2、單位:T(特斯拉)1T=1NA?m
?磁感應強度B是矢量,為什么。3、常見磁場B的大小。
常見的地磁場磁感應強度大約是度大約是 布置作業,永磁鐵磁極附近的磁感應強
第五篇:探究安培力++磁感應強度教案
探究安培力
磁感應強度
一、教學目標
1.理解磁感應強度B的定義,知道B的單位是特斯拉.
2.會用磁感應強度的定義式進行有關計算.
3.知道用磁感線的疏密程度可以形象地表示磁感應強度的大小.
4.知道什么叫勻強磁場,知道勻強磁場的磁感線是分布均勻的平行直線.
5.知道什么是安培力.知道電流方向與磁場方向平行時,電流所受的安培力最小,等于零;電流方向與磁場方向垂直時,電流受的安培力最大,等于BIL.
6.會用公式F?BIL解答有關問題.
7.知道左手定則的內容,并會用它解答有關問題.
二、重點難點
重點:對磁感應強度的理解.安培力大小的計算和方向判斷.
難點:理解磁感應強度的概念.磁場方向、電流方向和安培力方向三者的關系。
三、教與學
教學過程:
磁場不僅具有方向性,而且各處的強弱也可能不同,靠近磁極或電流處的磁場較強,為了反映磁場的基本特性(具有力的性質),反映磁場不僅具有方向而且還有強弱,我們將引入一個叫做磁感應強度的物理量加以定量地描述
(一)磁感應強度
1.磁場對電流的作用
【演示】利用控制變量法來演示通電的直導線在蹄形磁鐵間的磁場(可以認為磁場是均勻的)中的受力跟哪些因素有關.
(1)與電流的大小有關,精確實驗表明F?I.
(2)與通電導線在磁場中的長度有關,精確實驗表明F?L
(3)與通電導線在磁場中放置的方向有關,導線與磁場間的夾角越接近90°,F越大,當通電導線平行磁場放置時,F?0;當通電導線垂直磁場放置時,F最大.
歸納可得:在保持電流方向與磁場方向垂直時,通電導線所受的磁場對它的作用力——安培力F?IL.
2.磁感應強度概念的引入
(1)在同一磁場中的某處,不管電流I、導線長度L怎樣變.但導線所受的安培力F跟IL的比值保持不變,對不同的磁場或磁場中的不同處,這一比值一般是不同的.
(2)比值F/IL與放入的通電導線無關,反映了磁場本身的特性(力的性質),為了反映這一特性我們引入物理量磁感應強度B.
3.磁感應強度B
定義:在磁場中垂直于磁場方向的通電導線,所受的安培力F跟電流I和導線長度L的乘積IL的比值,叫做磁感應強度.
B?FIL(電流與磁場垂直)
FFE?B?q作比較)IL和(引導學生將
(1)磁感應強度是反映磁場本身特性的物理量,跟磁場中是否存在通電導線無關.
(2)B的大小表示磁場的強弱,B越大表示磁場越強.
(3)單位:在國際單位制中是特斯拉,簡稱特,符號是T.1T=1N/A·m.
(4)B是矢量
為了讓B不僅能反映磁場的強弱,還能反映磁場具有方向性,我們把磁場中某一點的磁場方向定義為該點的磁感應強度的方向.
這樣磁感應強度B這一矢量就全面地反映了磁場的強弱和方向.
(5)幾個常見磁場B的大約值:
?4?
4地面附近的磁場:0.3?10T~0.7?10T
?
3永磁鐵磁極附近的磁場:10T~1T
工作的電機和變壓器鐵芯中的磁場:0.8T~1.4T
4.磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小,磁感線越密的地方表示磁感強度越大.
5.勻強磁場:磁感應強度的大小和方向處處相同的磁場.
(1)勻強磁場的實例:相距很近的兩平行的異名磁極間的磁場;通電的長直螺線管內部(邊緣部分除外)的磁場.
(2)勻強磁場的磁感線分布是一組等間隔的平行線.
(二)安培力
磁場對電流的作用力通常稱為安培力
1.安培力的大小
B?由FIL可得:安培力大小F?BIL。
(1)適用條件:通電導線與磁場方向垂直
(2)B對于放入的通電導線來說是外磁場的磁感應強度
(3)在非勻強磁場中,公式F?BIL僅適用于很短一段通電導線.
在通電導線平行于磁場方向時,安培力F?0
2.安培力的方向
【演示】安培力的方向與電流方向、磁場方向均有關.
(1)安培力的方向:既跟磁場方向垂直,又跟電流方向垂直,即安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導線所在的平面.
討論:F既垂直于B,又垂直于I,是否可以得出B和I一定垂直?
(2)安培力方向的判定:左手定則.
伸開左手,使大拇指跟其余四個手指垂直,并且都跟手掌在一個平面內,把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向.
注意:安培力方向的判斷跟電場力方向的判斷不同. 【例1】關于磁感應強度,下列說法正確的是()
A.由B?F/IL可知:磁場中某處的磁感應強度大小隨通電導線中電流I的減小而增大 B.由B?F/IL可知:磁場中某處的磁感應強度大小隨通電導線所受的磁場力F的增大而增大
C.通電導線所受的磁場力為零,該處的磁感應強度不一定為零
D.放置在磁場中1m長的通電導線,通過1A的電流,受到的安培力為1N,則該處的磁感應強度就是1T
【解析】磁感應強度是反映磁場本身力的特性的物理量,與是否存在通電導線,電流的大小,導線的長度,導線的放置方向均無關.通電導線在磁場中垂直磁場放置時所受的安培力F?BIL最大,平行磁場放置時所受的安培力最小,等于零.
正確選項為C.
【例2】如圖所示,一根通電直導線垂直放在磁感應強度為1T的勻強磁場中,以導線截面的中心為圓心,半徑為r的圓周上有a、b、c、d四個點.已知a點的實際磁感應強度為零,則下列敘述正確的是()
A.直導線中的電流方向垂直紙面向里
B.b點的實際磁感應強度為2T,方向斜向上,與B的夾角為45°
C.c點的實際磁感應強度也為零
D.d點的實際磁感應強度跟b點的相同
【解析】磁感應強度是矢量,合成時遵循平行四邊形定則:
a點的實際磁感應強度為零,是直線電流在a處的磁感應強度跟勻強磁場在該處的磁感應強度的矢量和為零,所以直線電流在a處的Ba?1T,方向向左,由安培定則可得直導線中的電流方向垂直紙面向里,由于圓周上各點到直導線的距離相同,所以直線電流在圓周上各處的磁感應強度大小均為1T,但方向不同,在b處向上,在c處向右,在d處向下.b、c、d三處的實際磁感應強度分別為2T.方向斜向右上方與B成45°夾角;2T方向向右;2T方向斜向右下方與B成45°夾角.
正確選項為AB 【例3】如圖所示,垂直折線abc中通入電流I,ab?bc?L,折線所在的平面與勻強磁場垂直.勻強磁場的磁感應強度為B,求abc折線受到的安培力大小和方向.
【解析】ab段所受的安培力大小為BIL,方向向右,bc段所受的安培力大小也為BIL,方向向上,所以這一折線所受的安培力大小為2BIL,方向沿ab和bc的角平分線向上.
abc受到的安培力可等效于ac(圖中的虛線,通有a到c的電流I)所受的安培力,這樣直接可得F?BI(2L)?2BIL方向按左手定則判斷得垂直于ac向上.
【例4】質量為m,長度為L的導體棒MN靜止于水平導軌上,通過NM的電流為I,勻強磁場的磁感應強度為B,方向與導軌平面成?角斜向下,如圖(a)所示,求棒MN所受的支持力和摩擦力.
(a)
【解析】求解此題時最容易誤把?角看成是導體棒與磁場之間的夾角,實際上盡管磁感線傾斜,但磁場方向與導體棒MN是垂直的.
正視題圖,由左手定則判斷出安培力方向,對MN受力分析,如圖(b)所示.
(b)
對導體棒MN,由平衡條件得:
水平方向f?Fsin?
豎直方向N?F?cos??mg
安培力F?BIL,所以MN所受的支持力N?BIL?cos??mg,所受的摩擦力f?BILsin?
B?
【小結】磁感應強度B是描寫磁場強弱和方向的物理量,FIL(I垂直于磁場),方向規定為該處的磁場方向,安培力大小F?BIL.方向由左手定則判定.