20xx粤教版高中物理选修3-133探究安培力

20xx粤教版高中物理选修3-133探究安培力内容摘要：

关， B⊥ L 时， F 最大 ( IL 为检验电流元 ) E ＝Fq反映电场的性质，由电场本身决定，与 F 、 q 无关 ( q 为检验电荷 ) 磁感应强度 B 电场强度 E 共同点 矢量 方向 不同点 小磁针 N 极的受力方向，表示磁场方向 放入该点正电荷的受力方向，表示电场方向 共同点 都遵从矢量合成法则 场的叠加 不同点 合磁感应强度 B 等于各磁场的 B 的矢量和 合场强等于各个电场的场强E 的矢量和 单位 1 T ＝ 1 N /( A m ) 1 V /m ＝ 1 N /C 四、磁通量的理解 1 ． 概念： 穿过某一面积的磁感线的条数叫做穿过这一面积的磁通量，简称磁通． 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为 S ，我们把 B 与 S 的乘积，叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通． 2 ． 磁通量的计算 ( 1) 公式： Φ ＝ BS 适用条件： ① 匀强磁场； ② 磁感线与平面垂直． ( 2) 公式的应用 图 3 － 3 － 3 在匀强磁场 B 中，若磁感线与平面不垂直，公式 Φ ＝ BS 中的 S应为平面在垂直于磁感线方向上的投影面积． 如图 3 － 3 － 3 所示，在水平方向的匀强磁场中，平面 abc d 与垂直于磁感线方向的平面的夹角为 θ ，则穿过面积 abc d 的磁通量应为： Φ ＝ B S c os θ . S c os θ 即为面积 S 在垂直于磁感线方向的投影，我们称之为“ 有效面积 ” ． 若磁感线沿相反方向穿过同一平面，且正向磁感线条数为Φ 1 ，反向磁感线条数为 Φ 2 ，则磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数 ( 磁通量的代数和 ) ，即 Φ ＝ Φ 1 － Φ 2 . ( 3) 磁通量的变化量 Δ Φ ＝ Φ 2 － Φ 1 ，其数值等于初、末态穿过某个平面磁通量的差值． 【典例 1 】 ( 双选 ) 如图 3 － 3 － 4 所示，一金属直杆 MN 两端接有导线，悬挂于线圈上方， MN 与线圈轴线均处于竖直平面内，为使 MN 垂直于纸面向外运动，可以 ( ) ． 图 3 － 3 － 4 A ．将 a 、 c 端接在电源正极， b 、 d 端接在电源负极 B ．将 b 、 c 端 接在电源正极， a 、 d 端接在电源负极 C ．将 a 、 d 端接在电源正极， b 、 c 端接在电源负极 D ．将 a 、 c 端接在交流电源的一端， b 、 d 端接在交流电源的另一端 解析 本题主要考查两个方面知识：电流的磁场和左手定则．要求直杆 MN垂直于纸面向外运动，把直杆所在处的磁场方向和直杆中电流画出来，得 A正确； B错误．若使 a、 c两端 (或 b、d两端 )的电势相对于另一端 b、 d(或 a、 c)的电势的高低做同步变化，线圈磁场与电流方向的关系跟上述两种情况一样，故 D也正确． 答案 AD 借题发挥 安培定则、左手定则往往同时应用．应特别注意，安培定则是判断电流的磁场方向，又称右手螺旋定则，而左手定则是用左手判断电流的受力情况． 【变式 1 】 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向． 解析 无论 B、 I是否垂直，安培力总是垂直于 B与 I决定的平面，且满足左手定则． 答案 如图所示 【典例 2 】 如图 3 － 3 － 5 所示，导线 abc 为垂直折线，其中电流为 I ， ab ＝ bc ＝ L . 导线所在的平面与匀强磁场垂直，匀强磁场的磁感应强度为 B . 求导线 abc 所受安培力的大小和方向． 图 3 － 3 － 5 解析 法一 法二 答案 2 BIL 方向沿 ∠ abc 的角平分线向上 ( 垂直于 ac 斜向上 ) 借题发挥 ( 1) 导体的有效长度为导线两端点连线的长度． ( 2) 闭合导线的有效长度为零， 安培力也为零． 【 变式 2】 如图所示在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线，电流为 I，磁感应强度为 B，求各导线所受的安培力． 答案 A ． BI。