通电导线与磁体的相互作用—教学案.doc

高二物理导学案（选修3-1 第三章 磁场） 班级： 姓名：
第四课时 通电导线与磁体的相互作用
【三维目标】
知识与能力：1、掌握左手定则判断安培力方向的方法并应用。
2、掌握磁场对小磁针N极的作用的方法并能应用该规律分析通电导线对一般磁体的作用力。
3、熟悉特殊位置法在通电导线和磁体相互作用中的应用。
过程与方法：通过实验现象的分析，总结规律，应用于实践，培养学生观察、思考、归纳的逻辑思维能力。
情感与价值：激发学生探究问题的兴趣，总结归纳能力，让学生养成良好的科学态度。
【重点难点】
重点：掌握磁场对磁体作用的方法，并结合牛顿第三定律解决通电导线和磁体相互作用的问题。
难点：熟悉特殊位置一般是在旋转900后，并能够用空间想像正确画出图像。
【自主学习】
1、左手定则：伸开 ，使大拇指跟其余四个手指 ，并且跟手掌在 内，把手放入磁场中，让 穿过掌心，四指所指为 方向， 所指方向为通电导线所受 的方向。

安培力公式：
当通电导线方向与磁场方向平行时：

例题1：（07年）通电直导线放在匀强磁场中，磁感应强度B的方向如图所示。“”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向里，“⊙”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向外。图中标出了导线所受安培力F的方向，其中正确的是（ B ）
例题2：（08年）如图所示，把长为的导体棒置于竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为，导体棒与磁场方向垂直，棒中通有电流，则导体棒所受安培力的大小为　 　.为增大导体棒所受的安培力，可采用的方法是　 增大电流或增大磁感应强度　（只填一种方法）

例题3：（10年）一段直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以如图所示的电流后，该直导线所受安培力的方向是
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
【学习过程】
思考：例题3中没有画出磁场方向，电流方向也不是很明确，我们该怎么做？

总结1：判断安培力方向时，磁场和电流方向没有给出， 。

例题4：条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，如图所示，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止.下列结论正确的是（ ）
A.磁铁对水平面的压力减小
B.磁铁对水平面的压力增大
C.磁铁对水平面施加向左的静摩擦力
D.磁铁所受的合外力增加

例题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

2、思考：我们还学过电流周围磁场对小磁针的作用，而不管是条形磁体还是U形磁体，我们都可以把它们看成大磁针，请尝试从这个角度来解决上面两个问题。

总结2： 。

变式1：例题4中，把导线放在正中央，放在偏左的位置，如何分析？

变式2：例题5中，把导线的电流方向颠倒一下，又如何选择？

3、实验：观察以下三个实验，看实验结果。

（1）

（2） （3）

总结3： 。

4、相互平行通电导线相互作用力的关系。

例题6：通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行。关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是
A．线框有两条边所受的安培力方向相同
B．线框有两条边所受的安培力大小相同
C．线框所受安培力的合力朝左
D．cd边所受安培力对ab边力矩不为零

总结4： 。

图5
变式3：如图5两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将
A． 吸引    B． 排斥 
C． 保持静止  D． 边吸引边转动

Ａ
Ｂ
变式4：直导线AB与圆线圈的平面垂直且隔有一小段距离,直导线固定,线圈可以自由运动,当通过如图所示的电流时(同时通电)从左向右看,线圈将
A．顺时针转动,同时靠近直导线AB　
B．顺时针转动,同时离开直导线AB
C．逆时针转动,同时靠近直导线AB
D．不动
【课后练习】
（ ）1． 如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为
A.F2 B. F1- F2 C. F1+ F2 D. 2F1- F2

（ ）2． 如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳定电流的矩形线abcd，可绕其中心轴 oo’转动，则在转动过程中
A．ab和cd两边始终无磁场力作用。
B．ab和cd两边所受磁场力大小和方向在转动过程中不断变化。
C．线圈在磁场力作用下转动过程中合力始终不为零。
D．ab、cd两边受到和磁场力的大小和方向在转动过程中始终保持不变。

（ ）3． 如图，当左边的线圈通以逆时针电流I时，天平恰好平衡，此时天平右边的砝码为m，若改为顺时针方向的电流且大小不变，则需在天平右边增加△m的砝码，通电线圈受到磁场力大小为
A．△mg/2 B．（m+△m）g 　 C． △mg D．（m+△m）g/2

（ ）4．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

（ ）5．如图,原来静止的圆形线圈通入逆时针方向的电流I,在其直径AB上靠近B点处放一根垂直于线圈的固定不动的长直导线,长直导线通以垂直于纸面向里方向的电流I′的作用下圆线圈将 　　　　　　　　　　　　　　　　
Ａ．向左平动　　Ｂ．向右平动　　　Ｃ．以直径为轴转动　　　Ｄ．静止不动　
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