第一篇:磁場對電流的作用教學(xué)設(shè)計(jì)示例二
磁場對電流的作用 教學(xué)設(shè)計(jì)示例二
課時(shí):1課時(shí)。
教學(xué)要求:
1.知道磁場對電流存在力的作用,知道通電導(dǎo)體在磁場中受力方向與電流方向,以及磁感線方向有關(guān)系。改變電流方向,或改變磁感線方向,導(dǎo)體的受力方向隨著改變。能說明通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的道理。
2.知道通電導(dǎo)體和通電線圈在磁場中受力而運(yùn)動(dòng),是消耗了電能,得到了機(jī)械能。
3.培養(yǎng)、訓(xùn)練學(xué)生觀察能力和從實(shí)驗(yàn)事實(shí)中,歸納、概括物理概念與規(guī)律的能力。
教學(xué)過程
一、引人新課
首先做直流電動(dòng)機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn),接著提出問題:
電動(dòng)機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)?
要回答這個(gè)問題,還得請同學(xué)們回憶一下奧斯特實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)——電流周圍存在著磁場,并通過磁場對磁體發(fā)生作用,即電流對磁體有力的作用,再讓我們逆向思索,磁體對電流有無力的作用呢?即磁體通過其磁場對電流有無力的作用呢?
現(xiàn)在就讓我們共同沿著這一逆向思索所形成的猜想,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行探索性的研究。
板書:
四、研究磁場對電流的作用
二、演示實(shí)驗(yàn)
板書:1.實(shí)驗(yàn)研究:
1.介紹實(shí)驗(yàn)裝置的同時(shí)說明為什么選擇這些實(shí)驗(yàn)器材,滲透實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想。
2.用小黑板或幻燈出示觀察演示實(shí)驗(yàn)的記錄表格,如下:
3.按照實(shí)驗(yàn)過程,把課本1、2兩個(gè)實(shí)驗(yàn),用邊演示,邊指導(dǎo)觀察,邊提出問題的方式,連續(xù)完成。要求學(xué)生完成觀察演示實(shí)驗(yàn)的記錄和思考回答表中的問題:
“通電銅棒在磁場中,運(yùn)動(dòng)的原因是什么?”
這樣做,一是引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)磁場對電流也存在力的作用,二是進(jìn)一步鞏固、深化力的概念。
4.對學(xué)生通過觀察,歸納概括出的結(jié)果,要做小結(jié):(板書小結(jié)如下)
通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用,力的方向與電流方向、磁感線方向是相互垂直的.不論是改變電流方向,還是改變磁場方向,都會(huì)改變力的方向
三、應(yīng)用
板書:2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論的應(yīng)用:
1.出示線圈在磁場中的演示實(shí)驗(yàn)裝置,并提出問題讓學(xué)生思考:
應(yīng)用上面實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)論,分析判斷通電的線圈在磁場中會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?
2.出示方框線圈在磁場中的直觀模型,并用小黑板或幻燈片把模型的平面圖展示出來,以助學(xué)生思考。
3.在學(xué)生作出判斷的基礎(chǔ)上,演示通電線圈在磁場中所發(fā)生的現(xiàn)象,來證驗(yàn)學(xué)生的分析,判斷是否正確。(關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置見前面的“實(shí)驗(yàn)”)
4。在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上過渡到教材中的“想想議議”上來,無論學(xué)生解釋得完整,或者不完整都沒有關(guān)系,可以留下來課后討論,為下一節(jié)課繼續(xù)分析埋下伏筆.
四、討論
板書:問題討論
怎樣舊能的轉(zhuǎn)比與守恒的觀點(diǎn),來說明通電導(dǎo)體和通電線圈在磁場中發(fā)生運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象?啟發(fā)討論的子問題:l.通電導(dǎo)體和通電線圈發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí),消耗了什么能?得到了什么能?2.你所說的消耗的能和你所說的得到的能守恒嗎?為什么?
五、小結(jié)
板書:課堂小結(jié)
學(xué)生小結(jié),或師生共同小結(jié),本節(jié)課學(xué)到了什么?
板書設(shè)計(jì)
四、研究磁場對電流的作用
1.實(shí)驗(yàn)研究 2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論的應(yīng)用 3.問題討論
結(jié)論:____________問題:_____________①____________
______________ __________________②______________
____________想想議議________4.課堂小結(jié)
_____________ _______________ __________________
_____________ _______________ __________________
第二篇:磁場對電流作用教學(xué)設(shè)計(jì)
《5.4 磁場對電流的作用》案例
【教學(xué)內(nèi)容】 磁場對電流的作用
【教學(xué)目標(biāo)】
知識與技能:了解磁場對通電導(dǎo)線有力的作用的這個(gè)重要事實(shí),知道這是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的基本原理;掌握左手定則,會(huì)用它確定安培力的方向,解決有關(guān)簡單問題;理解安培定則,會(huì)用安培力公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
過程與方法:左手定則和安培定則都是一種判定法則,這種為事物的規(guī)律設(shè)定某種判斷的方法與算術(shù)中的口訣有異曲同工之妙。要在學(xué)習(xí)和訓(xùn)練中逐步加深對這種思維或判斷“工具”作用的認(rèn)識;通過對安培力的學(xué)習(xí),進(jìn)一步理解磁場的力的性質(zhì)。
情感態(tài)度價(jià)值觀:通過磁場和電場規(guī)律的比較,使學(xué)生逐步認(rèn)識物理世界的和諧之美,培養(yǎng)熱愛自然的情感和追求完美的價(jià)值觀。
【教學(xué)重點(diǎn)】安培定律及左手定則。
【教學(xué)難點(diǎn)】對安培力及安培定律的理解。
【教具準(zhǔn)備】安培力演示儀,電動(dòng)機(jī)模型。
【教學(xué)過程】
◆創(chuàng)設(shè)情境──引出課題
1.復(fù)習(xí)回顧初中所學(xué)磁場力的有關(guān)知識。
2.回顧復(fù)習(xí)上節(jié)所學(xué)磁感強(qiáng)度的定義。
3.實(shí)驗(yàn)演示
用課本第140頁圖5-25所示進(jìn)行演示:磁場對處在其中的通電導(dǎo)線會(huì)有力的作用。
◆合作探究──新課學(xué)習(xí)
一、安培力
1.安培力概念
通電導(dǎo)線處在磁場中,無論是磁體的磁場還是電流的磁場,只要導(dǎo)線中的電流方向不與磁場方向相同或相反,通電導(dǎo)線總會(huì)受到磁場的作用力。物理學(xué)上稱這個(gè)作用力為安培力。
把這個(gè)力叫安培力,是為了紀(jì)念法國科學(xué)家安培在電磁研究中的杰出貢獻(xiàn)。除了產(chǎn)生過程以外,它與其它力沒有什么區(qū)別,可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),使物體產(chǎn)生加速度,實(shí)現(xiàn)對物體的加速;也可以對物體做功,改變物體的功能,實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化;也可以改變物體的形狀。
2.對安培力的說明
(1)安培力是磁場對處在其中的通電導(dǎo)線的作用力,如果導(dǎo)線中沒有電流,是不會(huì)有安培力的,所以安培力實(shí)際上是磁場對電流的作用力。
(2)安培力的有無、大小與導(dǎo)線在磁場中處于靜止還是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒有關(guān)系。
二、安培定律
1.探究安培力大小的決定因素
(1)定性探究:用課本第140頁圖5-25所示進(jìn)行演示,先后改變磁鐵(磁感強(qiáng)度)、電流、導(dǎo)線在磁場中的長度(蹄型磁鐵的寬度),發(fā)現(xiàn)安培力大小變化。
(2)結(jié)論:安培力的大小與通電導(dǎo)線所處區(qū)域的磁感強(qiáng)度、導(dǎo)線處在磁場中的長度、導(dǎo)線中的電流有關(guān)。磁感強(qiáng)度越大、導(dǎo)線在磁場中的長度越長、導(dǎo)線中的電流越大,安培力越大。
2.安培定律──安培力大小的計(jì)算
科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),通電指導(dǎo)線垂直處在勻強(qiáng)磁場中,磁場對處在其中的通電導(dǎo)線安培力的大小,與磁感強(qiáng)度B、導(dǎo)線長度L、電流強(qiáng)度I間具有關(guān)系:
這一關(guān)系,稱為安培定律。
3.關(guān)于安培定律的說明
(1)運(yùn)用此公式計(jì)算安培力時(shí),磁感強(qiáng)度B的單位是T,長度單位是m,電流單位是A,安培力的單位就是N。
(2)此公式中的長度L,指的是通電直導(dǎo)線處在磁場中的長度。
(3)當(dāng)通電直導(dǎo)線不與磁場垂直時(shí),導(dǎo)線會(huì)受到安培力的作用,不過此時(shí)的安培力不能運(yùn)用此式計(jì)算。
三、安培力方向的判定──左手定則
1.探究安培力方向的決定因素
(1)實(shí)驗(yàn)探究:用課本第140頁圖5-25所示進(jìn)行演示,先后改變磁鐵磁極位置(磁感強(qiáng)度方向)、電流方向,發(fā)現(xiàn)安培力方向變化。
(2)結(jié)論:通電指導(dǎo)線垂直處在勻強(qiáng)中,受到的安培力的方向與磁感強(qiáng)度方向、電流方向有關(guān)。
2.探究安培力方向與磁感強(qiáng)度方向及電流方向間的關(guān)系
(1)科學(xué)家的探究結(jié)果:科學(xué)家通過精確的實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn),通電導(dǎo)線在磁場中所受到的安培力的方向與磁感方向、電流方向滿足左手定則。
(2)左手定則:伸開左手,使拇指與其余四指垂直,并且都與手掌在同一平面內(nèi)。讓磁感線垂直穿入手心,使四指指向電流的方向,這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力的方向。
(3)在已知磁場方向、電流方向、安培力方向中的任意兩個(gè)方向時(shí),運(yùn)用左手定則可以判斷出另一個(gè)未知的方向。
(4)對于垂直處在勻強(qiáng)磁場中的指導(dǎo)線來說,安培力方向、磁場方向、電流方向,三個(gè)方向中,兩兩互相垂直。
◆案例研究──鞏固所學(xué)
學(xué)會(huì)運(yùn)用安培定則計(jì)算通電直導(dǎo)線垂直處在勻強(qiáng)磁場中所受到的安培力大小,會(huì)運(yùn)用左手定則確定安培力的方向。
解析課本第141頁“例題1”。
四、安培力的應(yīng)用
1.磁電式電流表測電流
通電線圈中的電流不同,線圈的兩個(gè)相對邊受到的使它轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩不同,指針轉(zhuǎn)過的角度不同。指針的偏轉(zhuǎn)角度與同入線圈的電流的大小有正比例關(guān)系,這樣通過指針的偏轉(zhuǎn)角度,就可以表示電流的大小。
2.電動(dòng)機(jī)
3.電磁炮
4.電動(dòng)式揚(yáng)聲器
學(xué)生閱讀課本第142頁“物理與技術(shù)”。
◆交流評價(jià)──總結(jié)歸納
1.課堂練習(xí)
課本第142頁“復(fù)習(xí)與鞏固”1、2、3。
2.引導(dǎo)學(xué)生歸納本節(jié)要點(diǎn)(見板書設(shè)計(jì))
【布置作業(yè)】
1.復(fù)習(xí)課文,書面完成課本第142頁“復(fù)習(xí)與鞏固”4。
2.查閱有關(guān)資料,撰寫小論文《安培的科學(xué)成就》。
3.預(yù)習(xí)第5節(jié)。
【板書設(shè)計(jì)】
第三篇:磁場對電流的作用教學(xué)反思
磁場《磁場對電流的作用》教學(xué)反思
昆山學(xué)校 陳姜
這一塊的知識有點(diǎn)抽象, 如磁場本身是看不見的, 摸不著的, 所以學(xué)生在直觀上有點(diǎn)不 好。電流又是不能眼見,這樣加深了學(xué)生對這一塊的不好理解。
當(dāng)然在上課時(shí)本人做了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn), 學(xué)生在看和分析實(shí)驗(yàn)的過程中, 理解了磁場對電流 是有力的作用的,所以實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中有著重要的意義。具體的收獲: 1.學(xué)生掌握了磁場對電流有力的作用,通電的導(dǎo)體在磁場中能受力運(yùn)動(dòng),而且受力的方 向與電流的方向有關(guān)、與磁場的方向有關(guān)。2.在演示直流電動(dòng)機(jī)的模型時(shí),加深了學(xué)生對三者方向之間的判斷,同時(shí)學(xué)生還進(jìn)一步 從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中得到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與電流的強(qiáng)度和磁場的強(qiáng)度有關(guān)。
3.學(xué)生在自已安裝直流電動(dòng)機(jī)時(shí)出現(xiàn)的故障能夠進(jìn)行分析和排查。有電壓太低、接線柱 接觸不良、線圈在平衡位置、換向器太緊等原因。
4.給學(xué)生模型圖能夠分析是電動(dòng)機(jī)的模型,知道換向器的作用。以上是學(xué)生了解的情況, 總體上我是滿意的, 當(dāng)然也有不足的地方如學(xué)生在動(dòng)手能力上明顯 是不行的, 找不到突破點(diǎn), 在空間想象上也是不足的, 在看一些圖時(shí)竟然看不懂, 這些都顯 示了學(xué)生的不足,必須加強(qiáng)對學(xué)生在理解上、思維上的指導(dǎo)和培養(yǎng)。
第四篇:磁場對電流的作用教案
《磁場對電流的作用》教案
教學(xué)目標(biāo)
知識與能力
1.知道磁場對通電導(dǎo)體有作用力。
2.知道通電導(dǎo)體在磁場中受力的方向與電流方向和磁感應(yīng)線方向有關(guān),改變電流方向或改變磁感線方向,導(dǎo)體的受力方向隨著改變。
3.知道通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的道理。
4.知道通電導(dǎo)體和通電線圈在磁場中受力而運(yùn)動(dòng),是消耗了電能,得到了機(jī)械能。
5.培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和推理、歸納、概括物理知識的能力。過程與方法
培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的意識 感態(tài)度與價(jià)值觀
通過了解物理知識如何轉(zhuǎn)化成實(shí)際技術(shù)應(yīng)用,進(jìn)一步提高學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)知識的興趣。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)
1磁場對通電的導(dǎo)體有力的作用
2通電的導(dǎo)體的受力方向跟磁場方向和電流方向有關(guān) 難點(diǎn)
左手定則的運(yùn)用
(二)教具
小型直流電動(dòng)機(jī)一臺,學(xué)生用電源一臺,大蹄形磁鐵一塊,干電池一節(jié),用鋁箔自制的圓筒一根(粗細(xì)、長短與鉛筆差不多),兩根鋁箔條(用
透明膠與鋁箔筒的兩端相連接),支架(吊鋁箔筒用),如課本圖12—10的掛圖,線圈(參見圖12—2),抄有題目的小黑板一塊(也可用幻燈片代替)。(三)教學(xué)過程 1復(fù)習(xí)相關(guān)知識并提問:
1.磁場的基本性質(zhì)是它對放入其中的磁體產(chǎn)生()作用,磁體間的相互作用就是通過()發(fā)生的。
2.將一根導(dǎo)線平行地放在靜止的小磁針上方,當(dāng)導(dǎo)線通電時(shí),發(fā)現(xiàn)小磁針(),說明電流周圍存在()。2.引入新課
本章主要研究電能:第一節(jié)和第二節(jié)我們研究了獲得電能的原理和方法,第三節(jié)我們研究了電能的輸送,電能輸送到用電單位,要使用電能,這就涉及到用電器,以前我們研究了電燈、電爐、電話等用電器,今天我們要研究另一種用電器一電動(dòng)機(jī)。
出示電動(dòng)機(jī),給它通電,學(xué)生看到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),提高了學(xué)習(xí)興趣。
提問:電動(dòng)機(jī)是根據(jù)什么原理工作的呢?
講述:要回答這個(gè)問題,還得請同學(xué)們回憶一下奧斯特實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)—電流周圍存在磁場,電流通過它產(chǎn)生的磁場對磁體施加作用力(如電流通過它的磁場使周圍小磁針受力而轉(zhuǎn)動(dòng))。根據(jù)物體間力的作用是相互的,電流對磁體施加力時(shí),磁體也應(yīng)該對電流有力的作用。下面我們通過實(shí)驗(yàn)來研究這個(gè)推斷。
3.進(jìn)行新課
(1)通電導(dǎo)體在磁場里受到力的作用
板書課題:〈第四節(jié)磁場對電流的作用〉
介紹實(shí)驗(yàn)裝置,將鋁箔筒兩端的鋁箔條吊掛在支架上,使鋁箔筒靜止在磁鐵的磁場中(參見課本中的圖12—9)。用鋁箔筒作通電導(dǎo)體是因?yàn)殇X箔筒輕,受力后容易運(yùn)動(dòng),以便我們觀察。
演示實(shí)驗(yàn)1:用一節(jié)干電池給鋁箔筒通電(瞬時(shí)短路),讓學(xué)生觀察鋁箔筒的運(yùn)動(dòng)情況,并回答小黑板上的題1:給靜止在磁場中的鋁箔筒通電時(shí),鋁箔筒會(huì)______,這說明______。
板書:<1.通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用?!?/p>
(2)通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關(guān)
教師說明:下面我們進(jìn)一步研究通電導(dǎo)體在磁場里的受力方向與哪些因素有關(guān)。
演示實(shí)驗(yàn)2:先使電流方向相反,再使磁感線方向相反,讓學(xué)生觀察鋁箔筒運(yùn)動(dòng)后回答小黑板上的題2:保持磁感線方向不變,交換電池兩極以改變鋁箔筒中電流方向,鋁箔筒運(yùn)動(dòng)方向會(huì)_________,這說明_________。保持鋁箔筒中電流方向不變,交換磁極以改變磁感線方向,鋁箔筒運(yùn)動(dòng)方向會(huì)______,這說明______。
歸納實(shí)驗(yàn)2的結(jié)論并板書:〈2.通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關(guān)?!?/p>
(3)磁場對通電線圈的作用
提問:應(yīng)用上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,我們來分析一個(gè)問題:如果把直導(dǎo)線彎成線圈,放入磁場中并通電,它的受力情況是怎樣的呢?
出示方框線圈在磁場中的直觀模型(磁極用兩堆書代替),并出示如課本上圖12—10的掛圖(此時(shí),圖中還沒有標(biāo)出受力方向)。
引導(dǎo)學(xué)生分析:通電時(shí),圖甲中ab邊和cd邊都在磁場中,都要受力,因?yàn)殡娏鞣较蛳喾?,所以受力方向也肯定相反。提問:你們想想看,線圈會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢?
演示實(shí)驗(yàn)3:將電動(dòng)機(jī)上的電刷、換向器拆下(實(shí)質(zhì)是線圈)后通電,讓學(xué)生觀察線圈的運(yùn)動(dòng)情況?!?/p>
教師指明:線圈轉(zhuǎn)動(dòng)正是因?yàn)閮蓷l邊受力方向相反,邊說邊在掛圖上標(biāo)明ab和cd邊的受力方向。
提問:線圈為什么會(huì)停下來呢?
利用模型和掛圖分析:在甲圖位置時(shí),兩邊受力方向相反,但不在一條直線上,所以線圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到乙圖位置時(shí),兩邊受力方向相反,且在同一直線上,線圈在平衡力作用下保持平衡而靜止。
板書結(jié)論:〈3.通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng),到平衡位置時(shí)靜止?!?/p>
(4)討論
①教材中的“想想議議”。
②小黑板上的題3:通電導(dǎo)體在磁場中受力而運(yùn)動(dòng)是消耗了______得到了______能。
板書:〈4.通電導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)是消耗了電能,得到了機(jī)械能?!?/p>
4小結(jié):1)通電導(dǎo)體在磁場里受到力的作用
2)通電導(dǎo)體在磁場里受力的方向,跟電流方向和磁感線方向有關(guān)
3)通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng),到平衡位置時(shí)靜止
5作業(yè)(思考題):電動(dòng)機(jī)就是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)的道理工作的。但實(shí)際制成電動(dòng)機(jī)時(shí),還有些問題需要我們解決,比如:通電線圈不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),而實(shí)際電動(dòng)機(jī)要能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),這個(gè)問題同學(xué)們先思考,下節(jié)我們研究。
教材分析
第五篇:《磁場對電流的作用》教案設(shè)計(jì)
基礎(chǔ)知識梳理:
一、磁場對通電直導(dǎo)線的作用安培力
1、大?。涸趧驈?qiáng)磁場中,當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向一致時(shí)F安=;當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場垂直時(shí),F(xiàn)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(qiáng)磁場;②L③如果是彎曲的通電導(dǎo)線,則L是指有效長度,它等于導(dǎo)線兩端點(diǎn)所連直線的長度(如圖所示),相應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端.二、安培力的應(yīng)用
(一)、安培力作用下物體的運(yùn)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(yùn)動(dòng)方向。
2、特殊位置法:把電流或磁鐵轉(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)方向。
3、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,通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來分析。
4、利用結(jié)論法:①兩電流相互平行時(shí)無轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢。利用這些結(jié)論分析,可以事半功倍.(二).處理相關(guān)安培力問題時(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題,如果我們變?nèi)S為二維便可變難為易,迅速解題。
典型例題:
1、通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用小的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)問
[例1](1)如圖,把輕質(zhì)線圈用細(xì)線掛在磁鐵N極附近,磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈的平面,當(dāng)線圈內(nèi)通過圖示方向的電流時(shí),線圈將怎樣運(yùn)動(dòng)?_________________
(2)如圖所示,有一根豎直長直通電導(dǎo)線和一個(gè)通電三角形金屬框處在同一平面,直導(dǎo)線和ab平行,當(dāng)長直導(dǎo)線內(nèi)通以向上的電流時(shí),若不計(jì)重力,則三角形金屬框架將會(huì)()
A、水平向左運(yùn)動(dòng) B、水平向上運(yùn)動(dòng) C、處于靜止?fàn)顟B(tài) D、會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)
[例2]、一矩形通電線框abcd,可繞其中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng),它處在與OO垂直的勻強(qiáng)磁場中(如圖).在磁場作用下線框開始轉(zhuǎn)動(dòng),最后靜止在平衡位置.則平衡后:()
A.線框四邊都不受磁場的作用力.B.線框四邊受到指向線框外部的磁場作用力,但合力為零.C.線框四邊受到指向線框內(nèi)部的磁場作用力,但合力為零.D.線框的一對邊受到指向線框外部的磁場作用力,另一對邊受到指向線框內(nèi)部的磁場作用力,但合力為零.2、安培力參與的動(dòng)力學(xué)的問題
[例3]、如圖所示,通電導(dǎo)體棒AC靜止于水平軌道上,棒的質(zhì)量為m,長為L,通過的電流為I,勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)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(nèi)阻r=0.5,豎直導(dǎo)軌電阻可以忽略不計(jì),金屬棒的質(zhì)量m=0.1kg,R=0.5,它與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4,有效長度為l=0.2m,靠在導(dǎo)軌的外面,為使金屬棒不滑動(dòng),應(yīng)加一與紙面成30與棒垂直且向里的磁場,問:
(1)此磁場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=9g/cm3、橫截面積S=10mm2的金屬環(huán),處于徑向?qū)ΨQ方向發(fā)散的磁場中,環(huán)上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.35 T,若在環(huán)中通以順時(shí)針方向(俯視)電流I=10 A,并保持△t=0.2 s,試分析:環(huán)將做什么運(yùn)動(dòng)?運(yùn)動(dòng)的距離是多少?(不計(jì)空氣阻力,g= 10 m/s2)