20xx粵教版高中物理選修3-133探究安培力(編輯修改稿)
2024-12-23 03:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 關(guān)， B⊥ L 時， F 最大 ( IL 為檢驗(yàn)電流元 ) E ＝Fq反映電場的性質(zhì)，由電場本身決定，與 F 、 q 無關(guān) ( q 為檢驗(yàn)電荷 ) 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 電場強(qiáng)度 E 共同點(diǎn) 矢量 方向 不同點(diǎn) 小磁針 N 極的受力方向，表示磁場方向 放入該點(diǎn)正電荷的受力方向，表示電場方向 共同點(diǎn) 都遵從矢量合成法則 場的疊加 不同點(diǎn) 合磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 等于各磁場的 B 的矢量和 合場強(qiáng)等于各個電場的場強(qiáng)E 的矢量和 單位 1 T ＝ 1 N /( A m ) 1 V /m ＝ 1 N /C 四、磁通量的理解 1 ． 概念： 穿過某一面積的磁感線的條數(shù)叫做穿過這一面積的磁通量，簡稱磁通． 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中，有一個與磁場方向垂直的平面，面積為 S ，我們把 B 與 S 的乘積，叫做穿過這個面積的磁通量，簡稱磁通． 2 ． 磁通量的計算 ( 1) 公式： Φ ＝ BS 適用條件： ① 勻強(qiáng)磁場； ② 磁感線與平面垂直． ( 2) 公式的應(yīng)用 圖 3 － 3 － 3 在勻強(qiáng)磁場 B 中，若磁感線與平面不垂直，公式 Φ ＝ BS 中的 S應(yīng)為平面在垂直于磁感線方向上的投影面積． 如圖 3 － 3 － 3 所示，在水平方向的勻強(qiáng)磁場中，平面 abc d 與垂直于磁感線方向的平面的夾角為 θ ，則穿過面積 abc d 的磁通量應(yīng)為： Φ ＝ B S c os θ . S c os θ 即為面積 S 在垂直于磁感線方向的投影，我們稱之為“ 有效面積 ” ． 若磁感線沿相反方向穿過同一平面，且正向磁感線條數(shù)為Φ 1 ，反向磁感線條數(shù)為 Φ 2 ，則磁通量等于穿過平面的磁感線的凈條數(shù) ( 磁通量的代數(shù)和 ) ，即 Φ ＝ Φ 1 － Φ 2 . ( 3) 磁通量的變化量 Δ Φ ＝ Φ 2 － Φ 1 ，其數(shù)值等于初、末態(tài)穿過某個平面磁通量的差值． 【典例 1 】 ( 雙選 ) 如圖 3 － 3 － 4 所示，一金屬直桿 MN 兩端接有導(dǎo)線，懸掛于線圈上方， MN 與線圈軸線均處于豎直平面內(nèi)，為使 MN 垂直于紙面向外運(yùn)動，可以 ( ) ． 圖 3 － 3 － 4 A ．將 a 、 c 端接在電源正極， b 、 d 端接在電源負(fù)極 B ．將 b 、 c 端 接在電源正極， a 、 d 端接在電源負(fù)極 C ．將 a 、 d 端接在電源正極， b 、 c 端接在電源負(fù)極 D ．將 a 、 c 端接在交流電源的一端， b 、 d 端接在交流電源的另一端 解析 本題主要考查兩個方面知識：電流的磁場和左手定則．要求直桿 MN垂直于紙面向外運(yùn)動，把直桿所在處的磁場方向和直桿中電流畫出來，得 A正確； B錯誤．若使 a、 c兩端 (或 b、d兩端 )的電勢相對于另一端 b、 d(或 a、 c)的電勢的高低做同步變化，線圈磁場與電流方向的關(guān)系跟上述兩種情況一樣，故 D也正確． 答案 AD 借題發(fā)揮 安培定則、左手定則往往同時應(yīng)用．應(yīng)特別注意，安培定則是判斷電流的磁場方向，又稱右手螺旋定則，而左手定則是用左手判斷電流的受力情況． 【變式 1 】 畫出圖中各磁場對通電導(dǎo)線的安培力的方向． 解析 無論 B、 I是否垂直，安培力總是垂直于 B與 I決定的平面，且滿足左手定則． 答案 如圖所示 【典例 2 】 如圖 3 － 3 － 5 所示，導(dǎo)線 abc 為垂直折線，其中電流為 I ， ab ＝ bc ＝ L . 導(dǎo)線所在的平面與勻強(qiáng)磁場垂直，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B . 求導(dǎo)線 abc 所受安培力的大小和方向． 圖 3 － 3 － 5 解析 法一 法二 答案 2 BIL 方向沿 ∠ abc 的角平分線向上 ( 垂直于 ac 斜向上 ) 借題發(fā)揮 ( 1) 導(dǎo)體的有效長度為導(dǎo)線兩端點(diǎn)連線的長度． ( 2) 閉合導(dǎo)線的有效長度為零， 安培力也為零． 【 變式 2】 如圖所示在勻強(qiáng)磁場中有下列各種形狀的通電導(dǎo)線，電流為 I，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，求各導(dǎo)線所受的安培力． 答案 A ． BI
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