2019_2020学年九年级物理全册第14章第5节磁吃通电导线的作用力考点手册新版北师大版.doc

第五节磁场对通电导线的作用力知识点一磁场对通电导线的作用及左手定则精练版P171磁场对通电导线的作用(1)实验探究：磁场对通电导线的作用提出问题：电流能产生磁场，磁场对磁体有力的作用，那么磁场对电流是否会有力的作用呢？设计实验与制订计划：取两根光滑的金属杆，组成一个金属轨道，将它放入磁场中。再取一根直导线ab，放在金属轨道上，通电后观察现象。实验器材：电源、开关、导线、金属轨道、直导线、蹄形磁铁、滑动变阻器。实验过程：将所需器材按如图所示的电路连接好；开关断开，将直导线ab横放在金属轨道上，观察直导线是否运动；闭合开关，观察直导线是否运动，运动方向如何；保持磁场方向不变，改变电流的方向，观察直导线是否运动，运动方向如何；保持电流方向不变，改变磁场的方向，观察直导线的运动情况；同时改变电流方向和磁场方向，观察直导线的运动情况。实验数据记录：电流方向无abbabaab磁场方向上下上下上下下上下上直导线ab运动情况不动向左移动向右移动向左移动向右移动交流论证：通过上述实验我们发现直导线ab中无电流时，没有受到力的作用；有电流时，受到了力的作用，并且力的方向随着电流方向或磁场方向的改变而改变。探究归纳：通电直导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟导线中的电流方向和磁场方向有关，当电流方向或磁场方向与原来相反时，力的方向也与原来相反；当电流方向和磁场方向都与原来相反时，力的方向不变。温馨提示：(1)实验时要注意控制变量法的使用，在研究力的方向与电流方向的关系时，应控制磁场方向不变；在研究力的方向与磁场方向的关系时，应控制电流方向不变。(2)尽量选用轻质、光滑的直导线，减小导线与金属轨道间的摩擦，使实验现象更明显。(2)正确理解磁场对通电导线的作用由前面的学习我们知道，磁铁周围有磁场，当一个磁铁跟另一个磁铁靠近时，它们之间发生力的作用，这种力的作用实际上是通过磁场发生的。通电导线周围也存在着磁场，所以磁场对通电导线的作用力，也是通过磁场发生的。磁场对通电导线的作用是“力”而不是“运动”，也就是说，通电导线在磁场中会受到磁场力作用，但不一定会运动。通电导线在磁场中因受力而运动时，消耗了电能，转化成了机械能。(3)改变通电导线在磁场中受力大小的方法：利用滑动变阻器改变电路中的电流大小；换用磁性较强的磁铁增强磁场。例1如图所示，用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒AB水平处于磁场中。当棒中通以由A向B的电流时，金属棒静止，橡皮筋刚好处于松弛状态(导线对金属棒的作用力忽略不计)，此时金属棒受到的磁场力方向为_。若要使橡皮筋处于拉伸状态，在没有人为对棒施力的条件下，请提出一项可行的措施：_。解析：橡皮筋刚好松弛时，金属棒静止，受力平衡，即受到的磁场力方向与重力方向相反，受到重力的方向竖直向下，所以受到磁场力的方向竖直向上；要使橡皮筋处于拉伸状态，则需要竖直向上的磁场力减小或反向，使磁场力减小的方法有减小电流或减弱磁场，使磁场力反向的方法有使电流方向反向或磁场方向反向。答案：竖直向上使电流反向(或使磁场反向、减小电流、减弱磁场等)2左手定则在判断通电螺线管的磁极时，我们用到的是右手螺旋定则，在判断电流在磁场中的受力方向时，我们用左手定则，如图所示。方法：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流方向。这时，拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。这种方法称为左手定则。温馨提示：左手定则和右手螺旋定则一定要区分开，左手定则是判断通电导体在磁场中的受力方向的，而右手螺旋定则是判断螺线管(或电磁铁)磁极的。利用左手定则还可以判断磁感线方向和电流方向。例2如图1所示，在磁场中，闭合电路的一部分导体通以垂直纸面向里的电流，导体运动时的方向如图中箭头所示，请在图中标出磁体的N、S极。(“”表示导体横截面中电流方向垂直纸面向里)解析：根据左手定则，磁场方向、电流方向和导体的受力方向，只要知道其中两个方向就可以判断第三个方向。题中已知电流方向和导体运动方向(即受力方向)，可将左手伸出，四指指向电流方向，拇指与四指垂直，并指向导体受力方向(即运动方向)，这时手心应对着磁感线，并与磁感线垂直，磁感线垂直穿过手心，由磁感线方向可以判断出磁体的上部为S极，下部为N极。答案：如图2所示。知识点二动圈式扬声器精练版P171动圈式扬声器结构收音机、电视机和其他音响设备中都装有各种各样的扬声器(喇叭)，如图所示，主要由固定的永磁体、线圈(音圈)和锥形纸盆构成。2工作原理：当音圈中通过某方向电流时，音圈受到磁场的作用力而运动；当音圈中通过相反方向的电流时，音圈受到磁场的作用力而反方向运动，由于扬声器工作时通过音圈的电流是交变电流，它的方向和大小在反复变化的，所以音圈就会前后往复运动，从而带动纸盆也来回振动，于是扬声器就发出了声音。实际上扬声器是把电信号(强弱变化的电流)转换成声信号(机械振动)的一种装置。3能量转化：动圈式扬声器工作时将电能转化为机械能。4磁体在扬声器中的作用磁体在扬声器中起提供磁场的作用，当音圈中通入的电流方向不同时，通电螺线管产生的磁场就会和永磁体发生吸引或排斥现象。音圈在磁场中就会前后往复运动，从而带动纸盆振动，扬声器就会发声。温馨提示：(1)音圈内是永磁体，不是软铁棒。(2)音圈中电流方向和大小是变化的，若不变化，扬声器就不会连续发声。5耳机头戴的大耳机和小巧的耳塞机，也都是动圈式的，构造和原理与动圈式扬声器相同，只是把大纸盆换成了小的音膜，由音膜振动发声。例3(多选)关于动圈式扬声器，下列说法中正确的是()A动圈式扬声器的音圈中有强电流通过时才会发声B动圈式扬声器工作时是将机械能转化为电能C动圈式扬声器的工作原理是通电音圈在磁场中受力运动D动圈式扬声器工作时音圈中通过的电流一定是交变电流解析：动圈式扬声器在工作时通过音圈的电流并不大，电流过大会烧坏音圈，所以A选项错误。音圈振动带动纸盆振动发声，这一过程是电能转化为机械能的过程，所以B选项错误。动圈式扬声器之所以能工作，是因为通电音圈在磁场中受力运动，扬声器工作时，通过音圈中的电流是反复变化的，是交变电流，故C、D选项正确。答案：CD易错点对通电导线在磁场中是否受到力的作用认识不够而致错通电导线在磁场中受到力的作用，但并不是任何情况下都会受到力的作用，当导线中电流方向与磁感线方向平行时，通电导线就不会受磁场力的作用。例4如图中通电导线受到磁场力的情况正确的是()解析：通电导线在磁场中受到磁场力的作用是有条件的，即导线中的电流方向与磁感线的方向不能平行，否则通电导线就不会受到磁场力的作用。A图中磁感线垂直纸面向里而电流方向垂直纸面向外，两者平行；D图中磁感线平行纸面向右而电流也平行纸面向右，两者平行，故A、D图中通电导线不受磁场力作用。B、C图中电流的方向均垂直于磁感线方向，故B、C图中通电导线受到磁场力的作用，由左手定则可判断B图中通电导线受力向上，故B选项错误，C选项正确。答案：C4