第三节探究安培力（第三课时）
安培力的应用
【自主学习】
一、学习目标
1.知道安培力大小计算，安培力方向确定、安培力的应用
2.过程与方法分析综合、归纳类比
3.情感、态度与价值观理论探究结合实验探究提高综合探究能力
二、重点难点
1.安培力的应用、磁电式电表工作原理
2.左手定则的使用
三、自主学习
电流表的组成及磁场分布
请同学们阅读课文，让学生先看清楚磁铁、铝框、线圈、螺旋弹簧、极靴、指针、铁质圆柱等构件，了解它们之中哪些是固定的，哪些是可动的。
（1）电流表的组成
电流表主要由哪几部分组成的？
电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。
注意：a．铁芯、线圈和指针是一个整体；b．蹄形磁铁内置软铁是为了（和铁芯一起）造就辐向磁场；c．观察──铁芯转动时螺旋弹簧会形变。
（2）电流表中磁场分布的特点
问题：电流表中磁场分布有何特点呢？
电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。 问题：什么是均匀辐向分布呢？
所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。该磁场并非匀强磁场，但在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B 的大小是相等的。
问题：假如线圈转动，磁铁和铁芯之间的两个边所经过的位置其磁场强弱怎样？ 假如线圈转动，磁极和铁芯之间的两个边所经过的位置其磁场强弱是相同的。 2．电流表的工作原理 引导学生弄清楚以下几点： （1）线圈的转动是怎样产生的?
当电流通过电流表中的线圈时，导线受到安培力的作用，由左手定则可以判
定，线圈左右两边所受的安培力的方向相反，于是安装在轴上的线圈就要转动。
（2）线圈为什么不一直转下去？
线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。
（3）为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱？
电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。所以，从线圈转动的角度就能判断通过电流的大小。
（4）如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向？
线圈中的电流方向改变时安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
（5）电流表的刻度为什么是均匀的？
电流表内部磁场的两极间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱。这样，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到哪个位置，它的平面都跟磁感线平行，线圈的受力情况相同，所以表盘的刻度就是均匀的了。
（6）使用时要特别注意什么？
磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）。如果通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏。要测量较大的电流值，就要扩大量程。
第三节 探究安培力（第三课时） 安培力的应用
【课堂检测】
1．关磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的均匀辐向分布的磁场,下列说法中正确的有
课 堂 检测案
A ．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同 ( )
B ．该磁场的磁感应强度大小不等，方向处处相同
C ．该磁场的磁感应强度的大小和方向都不相同
D ．线圈所处位置的磁感应强度大小都相等
2.如图所示, 一金属直杆MN 两端接有导线, 悬挂于线圈上方, MN 与线圈轴线处于竖直平面内. 为使MN 垂直纸面向外运动, 可以 A.将a 、c 端接在电源正极, b 、d 端接在电源负极
B.将b 、d 端接在电源正极, a 、c 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 接在交流电源的另一端 3．在如图所示电路中，电池均相同，当电键S 分别置于a 、b 两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小为F a 、F b ，可判断这两段导线
( )
A ．相互吸引，F a >F b
B ．相互排斥，F a >F b
C ．相互吸引，F a D ．相互排斥，F a 4.如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图方向的电流后，判断线圈如何运动？ 第三节 探究安培力（第三课时） 安培力的应用 【当堂训练】 1．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图9－1－16所示，利用这种装置可以把质量为m ＝2.0 g 的弹体(包括金属杆EF 的质量)加速到6 km/s ，若这种装置的轨道宽为d ＝2 m ，长L ＝100 m ，电流I ＝10 A ，轨道摩擦不计且金属杆EF 与轨道始终接触良好，则下列有关轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场力的最大功率结果正确的是 ( )． A ． B ＝18 T ，P m ＝1.08×108 WB ．B ＝0.6 T ，P m ＝7.2×104 W C ．B ＝0.6 T ，P m ＝3.6×106 W D ．B ＝18 T ，P m ＝2.16×106 W 2．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的直导体棒．当导体棒中的电流I 垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关 于B 的大小变化的说法中，正确的是( )． A ．逐渐增大 B ．逐渐减小 C ．先减小后增大 D ．先增大后减小 课 堂 训练案 课后 拓展案 3．如图所示，MN 、PQ 为水平放置的平行导轨，通电导体棒ab 垂直放置在导轨上，已知导体棒质量m ＝1 kg ，长l ＝2.0 m ，通过的电流I ＝5.0 A ，方向如图所示，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ＝3 3 .若使导体棒水平向右匀速运动，要求轨道内所加与导体棒ab 垂直的匀强磁场最 小，则磁场的方向与轨道平面的夹角是(g ＝10 m/s 2 )( )． A ．30° B ．45° C ．60° D ．90° 4．如图所示，一弓形线圈通过逆时针方向的电流，在其圆弧 的圆心 处，垂直于纸面放置一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将( )． A ．a 端向纸内，b 端向纸外转动，且靠近导线 B ．a 端向纸内，b 端向纸外转动，且远离导线 C ．a 端向纸外，b 端向纸内转动，且靠近导线 D ．a 端向纸外，b 端向纸内转动，且远离导线 第三节 探究安培力（第三课时） 安培力的应用 【巩固拓展】 1．如图所示的装置中, 劲度系数较小的金属弹簧下端恰好浸入水银中, 电源电动势足够大, 当闭合开关S 后, 弹簧将 A.保持静止 B.收缩 C.变长 D.不断上、下振动 2．如图所示，蹄形磁铁用悬线悬于O 点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导 线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是 ( )． A ．静止不动 B ．向纸外平动 C ．N 极向纸外、S 极向纸内转动 D ．N 极向纸内、S 极向纸外转动 3．如图所示，质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O′，并处于匀强磁场中．导线中通以沿x 轴正方向的电流I ，悬线与竖直方向的夹角为θ，且导线保持静止，则磁感应 强度的方向和大小可能为 ( )． A ．z 轴正向，mg IL tan θ B ．y 轴正向，mg IL C ．z 轴负向，mg IL tan θ D ．沿悬线向上，mg IL sin θ 4.如图所示, 有一个10匝的矩形线圈, 它的ad 边的长度为10cm , 下半部处在一匀强磁场中, 磁场方向垂直于线圈平面向里, 线圈通以图中所示方向的电流时, 天平平衡, 电流大小为0.1A , 若将电流反向, 需在右盘增加2g 砝码方可使天平恢复平衡. 则磁场的磁感强度为___________(g 取10m/s 2 ) 5.水平面上有电阻不计的U 形导轨NMPQ ，它们之间的宽度为L ，M 和P 之间接入电动势为E 的电源(不计 内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m ，电阻为R 的金属棒ab ，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图16所示，问： (1)当ab 棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？ (2)若B 的大小和方向均能改变，则要使ab 棒所受支持力为零，B 的大小至少为多少？此时B 的方向如何？ 探究安培力第三课时答案 【课堂检测】 1.AD 2.ABD 3.D 4.向左 【当堂训练】 1.D 2.A 3.C 4.A 【巩固拓展】 1.B 2.C 3.BC 4.0.1T 5.(1)mg －BLEcos θR BLEsin θR (2)B min ＝mgR EL 方向水平向右 解析 从b 向a 看侧视图如图所示． (1)水平方向：F ＝F 安sin θ① 竖直方向：FN ＋F 安cos θ＝mg② 又F 安＝BIL ＝B E R L③ 联立①②③得：FN ＝mg －BLEcos θR ，F ＝BLEsin θ R . (2)使ab 棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有F 安＝mg B min ＝mgR EL ，根据左手定则判定磁场方向水平向右． 探究安培力第二课时答案 【课堂检测】 1.C 2.B 3 1T 向左 4. 解析 导体棒受到的最大静摩擦力为 Ff ＝μFN ＝μmg ＝0.5×0.2×10 N＝1 N 绳对导体棒的拉力F 拉＝Mg ＝0.3×10 N ＝3 N 导体棒将要向左滑动时 BI max L ＝Ff ＋F 拉，I max ＝2 A 由闭合电路欧姆定律I max ＝E R min ＋r ＝6 R min ＋1 得R min ＝2 Ω 导体棒将要向右滑动时Ff ＋BI min L ＝F 拉， I min ＝1 A 由闭合电路欧姆定律I min ＝E R max ＋r ＝6 R max ＋1 得R max ＝5 Ω 滑动变阻器连入电路的阻值为2 Ω≤R≤5 Ω 【当堂训练】 1.D 2.C 3.A 4. αsin BIL F = 、BIL F =、BIL F 2=、BIR F 2=、0 【巩固拓展】、 1.A 2.D 3.C 4.BD 5.A 6解析 (1)金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示 F 安＝mgsin 30°，代入数据得F 安＝0.1 N. (2)由F 安＝BIL 得I ＝F 安 BL ＝0.5 A. (3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R 0，根据闭合电路欧姆定律 得： E ＝I(R 0＋r) 解得R 0＝E I －r ＝23 Ω. 答案(1)0.1 N (2)0.5 A (3)23 Ω 答案： 【课堂检测】 1.D 2. ABCD 3. A 4. 0.1T；0.1T 【当堂训练】 1.D 2.C 3.C 4.0.1T 0.1T 5.2T 2T 6.解析：以导体棒为研究对象，对其受力分析如图所示， 可得：BIL ＝mgtan θ，I ＝E R ＋r ， 解得：B ＝mg （R ＋r ）tan θ EL . 答案： mg （R ＋r ）tan θ EL 【巩固拓展】 1.B 2.CD 3.B 4.ACD 5：先将原图改画为侧视图，对导体棒受力分析，如图所示，导体棒恰好能静止，应有：N x ＝F 安；N y ＝G ；因为tan 60°＝N x N y ，所以 F 安＝tan 60°，N y ＝3 G ；又F 安＝BIL ； 所以：(1)B ＝F 安IL ＝3G IL ＝33 3×1 T ＝ 3 T. (2)导体棒对轨道的压力与轨道对棒的支持力N 大小相等． N ＝N y cos 60°＝G cos 60° ＝2G ＝6 N. 2019-2020学年高考物理模拟试卷 一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的 1．如图所示，在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面向里。现有一质量为m、电量为q的带正电粒子，从x轴上的某点P沿着与x轴成30?角的方向射人磁场。不计重力影响，则可以确定的物理量是（） A．粒子在磁场中运动的时间B．粒子运动的半径 C．粒子从射入到射出的速度偏转角D．粒子做圆周运动的周期 2．如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值 等于电流表内阻的1 2 ；R2的阻值等于电流表内阻的4倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电 流值，则下列分析正确的是（） A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A 3．关于牛顿第一定律和惯性有下列说法，其中正确的是（） A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态 B．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 C．牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律 D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动 4．如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度。已知万有引力常量为G，则月球的质量为（） A ．2 3l G t θ B ．3 2 l G t θ C ． 23 Gl t θ D ．2 3 t G l θ 5．如图甲所示为用伏安法测量某合金丝电阻的实验电路。实验中分别用最大阻值是5Ω、50Ω、500Ω的三种滑动变阻器做限流电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电流表读数I 随 x L （x L 指滑片移动的距离x 与滑片在变阻器上可移动的总长度L 的比值）变化的关系曲线a 、b 、c ，如图乙所示。则图乙中的图线a 对应的滑动变阻器及最适合本实验的滑动变阻器是（ ） A ．最大阻值为5Ω的滑动变阻器∶图线a 对应的滑动变阻器 B ．最大阻值为50Ω的滑动变阻器；图线b 对应的滑动变阻器 C ．最大阻值为500Ω的滑动变阻器；图线b 对应的滑动变阻器 D ．最大阻值为500Ω的滑动变阻器；图线c 对应的滑动变阻器 6．如图所示，在光滑的水平面上放有两个小球A 和B ，其质量A B m m >，B 球上固定一轻质弹簧。A 球以速率v 去碰撞静止的B 球，则（ ） A ．A 球的最小速率为零 B ．B 球的最大速率为v C ．当弹簧恢复原长时，B 球速率最大 D ．当弹簧压缩量最大时，两球速率都最小 7．我国的航天技术处于世界先进行列，如图所示是卫星发射过程中的两个环节，即卫星先经历了椭圆轨道I ，再在A 点从椭圆轨道I 进入圆形轨道Ⅱ，下列说法中错误的是（ ） A．在轨道I上经过A的速度小于经过B的速度 B．在轨道I上经过A的动能小于在轨道Ⅱ上经过A的动能 C．在轨道I上运动的周期小于在轨道Ⅱ上运动的周期 D．在轨道I上经过A的加速度小于在轨道Ⅱ上经过A的加速度 8．如图所示，在水平面上放置着一个密闭绝热的容器，容器内一个有质量的活塞封闭着理想气体，活塞.两端固定的轻弹簧被压缩后用绳扎紧.现在绳突然断开，当轻弹簧推动活塞上升的过程中，理下部为真空 想气体() A．压强增大，温度升高 B．压强增大，温度降低 C．压强减小，温度升高 D．压强减小，温度降低 9．如图甲所示，用传感器和计算机可以方便地描出平抛运动物体的轨迹。它的设计原理如图乙所示。物体A在做平抛运功，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，在它运动的平面内安放着超声波-红外接收装置，B盒装有B1、B2两个超声波-红外接收器，并与计算机相连，B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离，下列说法正确的是（） A．该实验中应用了波的干涉规律 B．该实验中应用了波的反射规律 C．该实验中应用了波的直线传播规律 D．该实验中所用超声波信号和红外线脉冲信号均属于无线电波 10．下列说法正确的是（） A ．普朗克提出了微观世界量子化的观念，并获得诺贝尔奖 B ．爱因斯坦最早发现光电效应现象，并提出了光电效应方程 C ．德布罗意提出并通过实验证实了实物粒子具有波动性 D ．卢瑟福等人通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构 二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 11．质量为m 的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度-时间图象如图所示，其中OA 段为直线，AB 段为曲线，B 点后为平行于横轴的直线．已知从t 1时刻开始汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为f ，以下说法正确的是( ) A ．0～t 1时间内，汽车牵引力的数值为m 1 1 v t +f B ．t 1～t 2时间内，汽车的功率等于（m 1 1 v t ＋f ）v 2 C ．t 1～t 2时间内，汽车的平均速率小于 12 2 v v D ．汽车运动的最大速率v 2＝（ 1 1 mv ft ＋1）v 1 12．如图所示，轻弹簧一端固定在O 点，另一端连接在一个小球上，小球套在光滑、水平的直杆上，开始时弹簧与杆垂直且处于原长。现给小球一个水平向右的拉力F ，使小球从杆上A 点由静止开始向右运动，运动到B 点时速度最大，运动到C 点时速度为零。则下列说法正确的是（） A ．小球由A 到 B 的过程中，拉力做的功大于小球动能的增量 B ．小球由B 到 C 的过程中，拉力做的功大于弹簧弹性势能的增量 C ．小球由A 到C 的过程中，拉力做的功等于弹簧弹性势能的增量 D ．小球由A 到C 的过程中，小球所受合力的功先减小后增大 13．大小相同的三个小球（可视为质点）a 、b 、c 静止在光滑水平面上，依次相距l 等距离排列成一条直 线，在c 右侧距c 为l 处有一竖直墙，墙面垂直小球连线，如图所示。小球a 的质量为2m ，b 、c 的质量均为m 。某时刻给a 一沿连线向右的初动量p ，忽略空气阻力、碰撞中的动能损失和碰撞时间。下列判断正确的是（ ） A ．c 第一次被碰后瞬间的动能为2 29p m B ．c 第一次被碰后瞬间的动能为2 49p m C ．a 与b 第二次碰撞处距竖直墙的距离为 65l D ．a 与b 第二次碰撞处距竖直墙的距离为7 5 l 14．如图所示，固定的光滑斜面上有一小球，小球与竖直轻弹簧P 和平行斜面的轻弹簧Q 连接，小球处于静止状态，则小球所受力的个数可能是（ ） A ．2 B ．3 C ．4 D ．5 15．如图所示，质量为M 的长木板静止在光滑水平面上，上表面OA 段光滑，AB 段粗糙且长为l ，左端O 处固定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上，轻绳所能承受的最大拉力为F ．质量为m 的小滑块以速度v 从A 点向左滑动压缩弹簧，弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后长木板停止运动，小滑块恰未掉落．则（ ） A ．细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为F M B ．细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为212 mv C ．弹簧恢复原长时滑块的动能为 212 mv D ．滑块与木板AB 间的动摩擦因数为2 2v gl 三、实验题：共2小题 16．图甲是某学习小组设计组装成的多用电表的电路图，图中的E 是电池，3R 是电池内阻，6R 是欧姆调零电阻，A B 、分别与黑、红表笔相接。1245R R R R 、、、都是定值电阻，表头G 的满偏电流为20mA ，内阻为g R 。已知124g R R R +=，4360R =Ω，51600R =Ω。 (1)图甲可知该多用电表有______个挡位可以测量直流电流。（填写正确答案前的字母） A ．1 B ．2 C ．3 D ．4 (2)该学习小组将“B ”端与“3”相接，将A B 、表笔短接，调节6R 。进行欧姆调零后测量未知电阻。得到通过表头G 的电流与被测未知电阻的关系如图乙所示，由此可知多用电表中电池的电动势E =____V （计算结果保留三位有效数字）。通过分析可知该小组使用多用电表的_______（填“1?”“10?”或“1k ?”）倍率的欧姆挡进行测量未知电阻。 (3)通过测量得知表头G 的内阻50g R =Ω。若“B ”端与“4”相连，则多用电表的最大量程为____；“B ”端与“5”相连进行测量时，指针位置如图丙所示，则电表的读数为______。 17．小明想要粗略验证机械能守恒定律。把小钢球从竖直墙某位置由静止释放，用数码相机的频闪照相功能拍摄照片如图所示。已知设置的频闪频率为f ，当地重力加速度为g 。 (1)要验证小钢球下落过程中机械能守恒，小明需要测量以下哪些物理量______（填选项前的字母）。 A ．墙砖的厚度d B ．小球的直径D C ．小球的质量m (2)照片中A 位置______（“是”或“不是”）释放小球的位置。 (3)如果表达式___________（用题设条件中给出的物理量表示）在误差允许的范围内成立，可验证小钢球下落过程中机械能守恒。 四、解答题：本题共3题 18．如图所示，两气缸AB 粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A 的直径为B 的2倍，A 上端封闭，B 上端与大气连通；两气缸除A 顶部导热外，其余部分均绝热．两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a 、b ，活塞下方充有氮气，活塞a 上方充有氧气；当大气压为P 0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a 离气缸顶的距离是气缸高度的 1 4 ，活塞b 在气缸的正中央． ①现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b 恰好升至顶部时，求氮气的温度； ②继续缓慢加热，使活塞a 上升，当活塞a 上升的距离是气缸高度的 1 16 时，求氧气的压强． 19．（6分）如图所示，水平地面上有两个静止的物块A 和B ，A 、B 的质量分别为m 1＝2kg ，m 2＝1kg ，它们与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.5。现对物块A 施加一大小I ＝40N· s ，水平向右的瞬时冲量，使物块A 获得一个初速度，t ＝1s 后与物块B 发生弹性碰撞，且碰撞时间很短，A 、B 两物块均可视为质点，重力加速度g ＝10m/s 2。 (1)求A 与B 碰撞前瞬间，A 的速度大小； (2)若物块B 的正前方20m 处有一危险区域，请通过计算判断碰撞后A 、B 是否会到达危验区域。 20．（6分）如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一矩形区域abcd ，ab 和bc 边长度分别为9cm 和8cm ，O 为矩形的中心。在矩形区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为0.5B T =。在O 点把一带电小球向各个方向发射，小球质量为0.01kg m =、所带电荷量为2q C =+。 (1)求小球在磁场中做完整圆周运动时的最大速度0v ； (2)现在把小球的速度增大为0v 的 8 5 倍，欲使小球尽快离开矩形，求小球在磁场中运动的时间。 参考答案 一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的 1．D 【解析】 【分析】 【详解】 AC ．粒子在磁场中做圆周运动，由于P 点位置不确定，粒子从x 轴上离开磁场或粒子运动轨迹与y 轴相切时，粒子在磁场中转过的圆心角最大，为 max 300α?= 粒子在磁场中的最长运动时间 max max 3002π5π3603603m m t T qB qB α???==?= 粒子最小的圆心角为P 点与坐标原点重合，最小圆心角 min 120α?= 粒子在磁场中的最短运动时间 min min 12π36033m t T T qB α?= == 粒子在磁场中运动所经历的时间为 2π5π33m m t qB qB ≤≤ 说明无法确定粒子在磁场中运动的时间和粒子的偏转角，故AC 错误； B ．粒子在磁场中做圆周运动，由于P 点位置不确定，粒子的偏转角不确定，则无法确定粒子的运动半径，故B 错误； D ．粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则 2v qvB m r = 且 2πr v T 则得 2π=m T qB 说明可确定粒子做圆周运动的周期，故D正确。 故选D。 2．C 【解析】 【分析】 【详解】 AB．由于电流表A的每个最小格表示0.02A，当将接线柱1、2 接入电路时，电流表A与电阻R1并联，当电流表中通过0.02A的电流时，根据欧姆定律可知，流过R1的电路为0.04A，故干路电流为0.06A，即此时每一小格表示0.06 A，故AB均错误； CD．将接线柱1、3 接入电路时，电流表与电阻R1并联后再与电阻R2串联，当电流表中通过0.02A的电流时，R1中的电流仍是0.04A，故干路电流就是0.06A，所以通过接线柱1的电流值就是0.06A，所以它表示每一小格表示0.06 A，选项C正确，D错误。 故选C。 3．D 【解析】 【分析】 【详解】 A．根据牛顿第一定律知，物体只有在不受外力，或者所受合外力为零时，才能处于静止或匀速直线运动状态，A错误； B．行星在圆周轨道上保持匀速率运动是由于受到改变运动状态的万有引力作用，其运动状态是不断变化的，则B项错误； C．牛顿第一定律反映物体具有惯性这种性质，并不能反映物体惯性的大小，C错误； D．运动物体如果没有受到力的作用，将保持原来的速度做匀速直线运动，D项中说法符合牛顿第一定律，D正确； 故选D。 4．B 【解析】 【详解】 卫星的线速度为 l v t = 角速度为 t θ ω= 可得卫星的运行半径为 v l R ω θ = = 由万有引力定律及牛顿第二定律得 2 2 GMm mv R R = 故月球的质量 23 2 Rv l M G G t θ== 故B 正确，ACD 错误。 故选B 。 5．C 【解析】 【分析】 【详解】 从图乙中可以看出a 曲线在滑片移动很小距离，就产生了很大的电流变化，说明该滑动变阻器阻值远大于被测量电阻阻值，所以a 图对应500Ω滑动变阻器，c 图线电流几乎不随着距离x 变化，说明该滑动变阻器是小电阻，所以对应是5Ω的图像，本实验采用的是伏安法测量电阻，为了减小实验误差，应该要保证被测电阻中的电流变化范围适当大一些，所以选择图中b 所对应的滑动变阻器，故ABD 错误，C 正确。 故选C 。 6．C 【解析】 【分析】 【详解】 分析小球的运动过程：A 与弹簧接触后，弹簧被压缩，弹簧对A 产生向左的弹力，对B 产生向右的弹力，A 做减速运动，B 做加速运动，当B 的速度等于A 的速度时压缩量最大，此后A 球速度继续减小，B 球速度继续增大，弹簧压缩量减小，当弹簧第一次恢复原长时，B 球速率最大，A 球速度最小，此时满足 12A A B m v m v m v =+ 22212111222 A A B m v m v m v =+ 解得 1A B A B m m v v m m -= + 22A A B m v v m m = + 因为A B m m >，可知A 球的最小速率不为零，B 球的最大速率大于v ，选项ABD 错误，C 正确。 故选C 。 7．D 【解析】 【详解】 A ．在轨道I 上运动过程中，从 B 到A ，万有引力做负功，所以在轨道I 上经过A 的速度小于经过B 的速度，故A 不符题意； B ．要实现从轨道I 变轨到轨道II ，要在轨道I 的A 点加速，才能变轨到轨道II ，所以在轨道I 上经过A 的速度小于在轨道II 上经过A 的速度，即在轨道I 上经过A 的动能小于在轨道II 上经过A 的动能，故B 不符题意； C ．根据 3 2r k T = 可知半长轴越大，周期越大，故在轨道I 上运动的周期小于在轨道II 上运动的周期，故C 不符题意； D ．根据 2Mm G ma r = 可得 2 GM a r = 由于在轨道I 上经过A 点时的轨道半径等于轨道II 上经过A 的轨道半径，所以两者在A 点的加速度相等，故D 符合题意。 本题选错误的，故选D 。 8．A 【解析】 【分析】 根据理想气体的状态方程分析气体的状态参量的变化；轻弹簧推动活塞上升的过程中对气体做功，结合热 3.3 探究安培力学案（粤教版选修3-1） 一、安培力的方向 1．磁场对电流的作用力称为________． 2．通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用__________定则来判断：伸开__________手使大拇指跟其余四指______，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中让__________垂直穿入手心，并使伸开的四指指向________的方向，那么大拇指所指的方向就是______________________________的方向． 二、安培力的大小 1．物理学规定，当通电导线与磁场方向______时，通电导线所受安培力F跟________和 ______的乘积的比值叫做磁感应强度；用B表示，则B＝________. 2．磁感应强度B的单位是____________，符号是____．其方向为______，是____量．3．如果磁场的某一区域里，磁感应强度大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做______．4．在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，电流所受安培力F＝________. 三、磁通量 1．磁感应强度B与面积S的______叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示，则有Φ＝________，其中S为垂直______方向的面积． 2．磁通量的单位是________，符号是______. 一、安培力的方向 [问题情境] 通过上一节课的学习我们知道磁场对电流有力的作用，为了表彰和纪念安培在这方面作出的杰出贡献，人们把磁场对电流的作用力称为安培力． 1．通电直导线与磁场平行时，导线受安培力吗？ 2．通过课本实验与探究得到通电直导线与磁场方向垂直时，安培力沿什么方向？安培力的方向与哪些因素有关？ [要点提炼] ______手定则——安培力的方向判断 伸开______手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌处在同一个平面内；把手放入磁场中让______垂直穿入掌心，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． [问题延伸] 安培定则又称______手螺旋定则，是判断电流产生的磁场方向的；左手定则是判断电流在磁场中所受安培力方向的． 二、安培力的大小 [问题情境] 1.当通电导线与磁场垂直时、平行时、斜交时，所受安培力相同吗？何时最大？何时最小？2．本节中我们只研究什么情况下的安培力的大小？ 3．回顾描述电场强弱的物理量是什么？它是怎样定义的？能否用类似的方法来定义一个描述磁场强弱的物理量？ 一、磁场安培力练习题 一、选择题 1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有[] A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质 B．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 2．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S 极转向纸内，如图1所示，那么这束带电粒子可能是[] A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束D．问左飞行的负离子束 3．铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的内阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强[] 4．关于磁场，以下说法正确的是[] A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I·l，它跟F，I，l都有关 C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向 D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量 5．磁场中某点的磁感应强度的方向[] A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 D．通过该点磁场线的切线方向 6．下列有关磁通量的论述中正确的是[] A．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大 C．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零 D．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大 7．如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，[] A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用 B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用 C．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用 D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用 精心整理 选修3-1磁场练习 姓名：___________分数：___________ 一、选择题（题型注释） 1．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场， A．B．C．D． 2 该 3 4 A C 5I1与I2 且间距相等，b是两导线连线中点，b、d连线与两导线连线垂直．则 （A）I2受到的磁场力水平向左 （B）I1与I2产生的磁场有可能相同 （C）b、d两点磁感应强度的方向必定竖直向下 6．带电为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 A．只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同 B．如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小、方向均不变C．洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D．粒子只受到洛仑兹力作用，其运动的动能可能增大 7．边长为a的正方形，处于有界磁场如图所示，一束电子以水平速度射入磁场后， 8 的长为L A B C D 9 A B C．向下偏转 D．向纸外偏转 10．通电直导线A与圆形通电导线环B固定放在同一水平面上，通有如图所示的电流，则（） A．直导线A受到的安培力大小为零 B．直导线A受到的安培力大小不为零，方向水平向右 C．导线环B受到的安培力的合力大小不为零 D．导线环B受到的安培力的合力大小不为零，其方向水平向右 11．如图所示，一根通电直导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（） A B．d C．a D．b点的磁感应强度为T 12 （） A B C D 13b两粒子，分别从A、O两点沿x轴正方向同时射入磁场，两粒子同时到达C点，此时a粒子速度恰好沿y轴负方向，粒子间作用力、重力忽略不计，则a、b粒子 A．分别带正、负电 B．运动周期之比为2：3 C2 D．质量之比为2 高中物理选修3-2复习学案 第四章电磁感应 §4.1 划时代的发现探究电磁感应的产生条件 [自主学习] 1、定义：的现象称为电磁感应现象。在电磁感应现象中所产生的电流称为。 2、到了18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系，一些科学家相信电与磁之间存在着某种联系，经过艰苦细致地分析、试验，发现了电生磁，即电流的磁效应；发现了磁生电，即电磁感应现象。 3、在电磁感应现象中产生的电动势称为，产生感应电动势的那段导体相当于； 4、产生感应电流的条件 是： 。 5、判断感应电流的方向利用 ，或 ，但前者应用于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，后者可应用于一切情况。 [典型例题] 例1 如图2所示，两个同心圆形线圈a 、b 在同一水平面内，圆半径b a R R ?，一条形磁铁穿过圆心垂直于圆面，穿过两个线圈 的磁通量分别为a φ和b φ，则： b a A φφ?)(，b a B φφ=)(， b a C φφ?)(，（D ）无法判断 例2 光滑曲面与竖直平 面的交线是抛物线，如图3所示，抛物线的方 程是2 x y =，下部处在一个水平方向的匀强磁场 中，磁场的上边界是a y =的直线（图中的虚线所示）。一个小金属块从抛物线上b y =（b ?a ）处以速度V 沿抛物线自由下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的总热量是： 22 12 2 1 )()() ()()()(mv a b mg D a b mg C mv B mgb A +-- [针对训练] 关于电磁感应现象，下列说法中正确的是： (B)闭合线圈放在变化的磁场中，必然有感应电流产生 (C)闭合正方形线圈在匀强磁场中垂直磁感 选修3-1 磁场练习 姓名：___________分数：___________ 一、选择题（题型注释） 1．空间有一圆柱形匀强磁场区域，该区域的横截面的半径为R，磁场方向垂直横截面．一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速率v0沿横截面的某直径射入磁场，离开磁场时速度方向偏离入射方向60°．不计重力，该磁场的磁感应强度大小为（） A． B． C． D． @ 2．如图，长为2l的直导线拆成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为（） 3．在以下几幅图中，洛伦兹力的方向判断正确的是： 4．对确定磁场某一点的磁感应强度，根据关系式B=F/IL得出的下列结论中，说法正确的是（） A．B随I的减小而增大； B．B随L的减小而增大； C．B随F的增大而增大； D．B与I、L、F的变化无关 ) 5．如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1与I2．与两导线垂直的一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两导线的水平连线上且间距相等，b是两导线连线中点，b、d连线与两导线连线垂直．则 （A ）I 2受到的磁场力水平向左 （B ）I 1与I 2产生的磁场有可能相同 （C ）b 、d 两点磁感应强度的方向必定竖直向下 （D ）a 点和 c 点位置的磁感应强度不可能都为零 6．带电为+q 的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 A ．只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同 】 B ．如果把+q 改为-q ，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小、方向均不变 C ．洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D ．粒子只受到洛仑兹力作用，其运动的动能可能增大 7．边长为a 的正方形，处于有界磁场如图所示，一束电子以水平速度射入磁场后，分别从A 处和C 处射出，则v A ：v C =__________;所经历的时间之比t A ：t C =___________ 8．一电子以垂直于匀强磁场的速度v A ，从A 处进入长为d 宽为h 的匀强磁场区域，如图所示，发生偏移而从B 处离开磁场，若电量为e ，磁感应强度为B ，弧AB 的长为L ，则 ; A ．电子在磁场中运动的平均速度是v A B ．电子在磁场中运动的时间为A L t v = C ．洛仑兹力对电子做功是A Bev h ? D ．电子在A 、B 两处的速率相同 9．如图所示，水平直导线中通有向右的恒定电流I ，一电子从导线的正下方以水平向右的初速度进入该通电导线产生的磁场中，此后电子将 A ．沿直线运动 B ．向上偏转 : C ．向下偏转 编号： 22 课题： 5.4探究安培力 主编：史胜波审稿：丁义浩时间： 12.5 *实授课时： 2 班级：学生：组别：组评：师评： 学习目标1．知道什么是安培力及左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，会用安培力公式F=BIL解答有关问题。 2．通过演示、分析、归纳、使学生理解安培力的方向和大小的计算。培养学生的间想象能力。 3. 通过对磁电式电流表内部构造的原理了解，加强理论联系实际，提高知识的迁移能力。 重点安培力的方向确定和大小的计算 难点左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用）。 自主学习1．磁场对的作用力通常称为安培力。 2．磁场方向的通电直导线，受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关，导线长作用力；导线短，作用力。用公式表示为。 3．如果磁场方向与电流方向夹角为θ时，安培力的大小，方向仍可用定则判定。 4．左手定则：让磁感线垂直穿入，四指指向方向，拇指所指的方向。5．在磁电式电流表中，蹄形磁铁和铁心间的磁场是的。 合作探究实验一：(导线与磁场方向垂直) 实验次 数 磁场方 向 电流方向 安培力的方向 （水平向左或水平向 右） 1 向下 垂直于纸面 向外 2 垂直于纸面 向里 3 向上 4 垂直于纸面 向外 探 究 体验归纳： 通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可用来判断： 实验与探究二：安培力的大小(导线与磁场方向垂直) 探究实验：影响安培力大小的因素 猜想：安培力的大小和哪些因素有关呢？ 探究安培力的大小的方法： 问题1、如何改变通电导体的电流大小？ 问题2、如何改变通电导体的长度？ 问题3、如何改变磁场的磁感应强度？ 一、与电流大小的关系 （保持其它因素不变，只改变电流的大小） E/个 F/格 结论： 二、与磁场内导线长度的关系 （保持其它因素不变，只改变磁场内导线长度） L F/格 目标掌握洛伦兹力大小的推理过程。 课题《磁场对运动电荷的作用》授课人课型新授课1．知道什么是洛伦兹力，利用左手定则判断洛伦兹力的方向。 2．知道磁场对电流的作用力（安培力）实质是磁场对运动电荷作用（洛仑兹力）的宏观表现。学习 3.从安培力的角度研究洛伦兹力的方向、大小，使其学生建立宏观、微观的概念，感受物理规 律的统一美。 1．洛伦兹力的方向判断。 学习重点学习2．理解安培力实际就是洛伦兹力在宏观上的表现。根据安培力的表达式（宏观量）导出洛仑兹力（微观量）的表达式。 理解安培力实际就是洛伦兹力在宏观上的表现。根据安培力的表达式（宏观量）导出洛仑兹力 难点（微观量）的表达式。 一、磁场对运动电荷有力的作用 演示实验：观察阴极射线在磁场中的偏转 【实验现象】 1．在没有磁场时 2．在有磁场时 【归纳总结】 二、洛伦兹力的方向 1．运动的带电粒子所受洛伦兹力方向与、都垂直，也可以由判定。2．左手定则的内容 三、洛伦兹力的大小 1．推导洛伦兹力大小的计算公式 【模型建立】 如图，在磁感应强度为B的磁场中，长为L的导线，单位体积内含有的运动电荷数为n，每个电荷的电荷量为q，电荷平均定向移动的速率为v，导线的横截面积为s 【理论探究】 回忆电流、安培力的定义，根据建立的模型，理论推导洛伦兹力大小的表达式。 （1）在导线中取一截面，时间t内通过这一截面的自由电荷数 （2）电荷定向移动形成的电流 （3）通电导线所受安培力 （4）这段导线内总的自由电荷数 （5）每个自由电荷所受洛伦兹力 2．思考与讨论 （1）上面推导出的洛伦兹力大小计算公式的使用条件是什么？ （2）当电荷速度v的方向与磁感应强度B的方向平行时，洛伦兹力的大小F如何？ （3）当电荷速度v的方向与磁感应强度B的方向夹角为θ时，洛伦兹力的大小F该怎样来计算？试推导。 四、走进生活——洛伦兹力的实际应用 从下图可以看出，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。A O B 1．如果要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？ 2．如果要使电子束打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？ 3．如果要使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？ 4．要使电子在荧光屏上精确定位，就需要知道电子的运动轨迹。电子在磁场中偏转轨迹究竟是何种性质的轨迹呢？ 磁场 右手定则 1.如图所示，E、F分别表示蓄电池两极，P、Q分别表示螺线管两端．当闭合开关时，发现小磁针N极偏向螺线管Q端．下列判断正确的是( )多选 A．F为蓄电池正极 B．螺线管P端为S极 C．流过电阻R的电流方向向下 D．管内磁场方向由Q指向P 2.下列各图中，已标出电流I、磁感应强度B的方向，其中符合安培定则的是（） A． B． C． D． 3.如右下图所示，有一根直导线上通以恒定电流I，方向垂直纸面向内，且和匀强磁场B垂直，则在图中圆周上，磁感应强度数值最大的点是（） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 4.根据安培分子电流假说的思想，认为磁场是由于运动电荷产生的，这种思想如果对地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对地球定向移动的电荷，那么由此推断，地球应该( ) A．带负电 B．带正电 C．不带电 D．无法确定 5.如图所示为磁场作用力演示仪中的赫姆霍兹线圈，线圈中心处挂有一根小磁针，小磁针与线圈在同一平面内，当赫姆霍兹线圈通以如图所示方向的电流时( ) A．小磁针N极向里转 B．小磁针N极向外转 C．小磁针在纸面内向左摆动 D．小磁针在纸面内向右摆动 6.当导线中分别通以图示方向的电流，小磁针静止时北极指向读者的是( ) A B C D 左手定则 1.一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，如图所示，此时小磁针的S极向纸内偏转，这一束粒子不可能的是（） A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的负离子束 C．向右飞行的电子束 D．向左飞行的电子束 2.下列各图中标出了匀强磁场中通电直导线受安培力的方向，正确的是( ) 3.如图，两方向相同的直线电流P、Q，若I p＞I q，P、Q受到安培力大小分别为F1和F2，则P和Q( ) A．相互吸引．F 1＞F2 B．相互排斥．F1＞F2 C．相互排斥．F1=F2 D．相互吸引．F1=F2 第三节探究安培力 问题探究 安培最有影响的科学工作是在电磁学领域，他在得知奥斯特的实验后，第二天就开始实验，并有了新的发现.其中，安培做了通电平行导线间相互作用的实验，如图3-3-1所示，我们可以得到这样的简单结论：若电流方向相同，两导线相互吸引；若电流方向相反，两导线相互排斥.请你根据上述结论判断下面的实验现象：把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它下端刚好跟杯中的水银面接触，并使它组成如图3-3-2电路，当开关接通后看到的现象是什么？ 图3-3-1 图3-3-2 答案：弹簧上下跳动.每条螺旋弹簧的电流方向一致，所以通电时相互吸引，吸引时触点与水银面分离而断电，断电后又失去吸引，触点重新与水银面接触，如此反复. 自学导引 1.通过实验可以发现，垂直放入磁场的通电导线所受的磁场力不仅跟其中的__________有关，而且跟导线的__________有关.导线长度一定时，__________越大，导线受到的磁场力越大；电流一定时，导线__________，导线受到的磁场力越大. 答案：电流长短电流越长 2.磁感应强度的定义是：___________________. 答案：在磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，所受的磁场力跟电流和导线长度的乘积的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度 3.磁感线的疏密表示___________________，磁感线密集的区域，磁感应强度___________________，磁场较___________________;磁感线稀疏的区域磁感应强度___________________，磁场较 ___________________. 答案：磁场的强弱大强小弱 4.如果在磁场中的某一区域，磁感应强度的___________________，这个区域的磁场就叫做匀强磁场.匀强磁场的磁感线间距___________________. 答案：大小和方向处处相同相等且平行 5.磁感应强度在数值上等于___________________________，因此磁感应强度又被称为 ______________，用______________作单位. 答案：穿过垂直磁感应强度的单位面积上的磁通量磁通密度Wb/m2 疑难剖析 磁感应强度只决定于磁场本身 法拉第电磁感应定律 1．感应电动势 (1)概念：在电磁感应现象中产生的电动势。 (2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关。 (3)方向判断：感应电动势的方向用楞次定律或右手定则判断。 2．法拉第电磁感应定律 (1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。 (2)公式：E ＝n ΔΦ Δt ，其中n 为线圈匝数。 (1) 磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率的区别： 磁通量Φ 磁通量变化量ΔΦ 磁通量变化率ΔΦ Δt 物理意义 磁通量越大，某时刻穿过磁场中某个面的磁感线条数越多 某段时间穿过某个面的末、初磁通量的差值 表述磁场中穿过某个面的磁通量变化快慢的物理量 大小计算 Φ＝B ·S ⊥，S ⊥为与B 垂直的面 积，不垂直时，取S 在与B 垂直方向上的投影 ΔΦ＝Φ2－Φ1，ΔΦ＝B ·ΔS 或ΔΦ＝S ·ΔB ΔΦΔt ＝B ·ΔS Δt 或ΔΦΔt ＝S ·ΔB Δt 注意 若穿过某个面有方向相反的 磁场，则不能直接用Φ＝B ·S ，应考虑相反方向的磁通量相互抵消以后所剩余的磁通量 开始和转过180°后平面都与磁场垂直，但穿过平面的磁通量是不同的，一正一负，ΔΦ＝2B ·S ，而不是零 即不表示磁通量的大小，也不表示变化的多少。在Φ－t 图象中，可用切线的斜率表示 备注 线圈在磁场中绕垂直于B 的轴匀速转动时，线圈平面与磁感线平行时，Φ＝0， ΔΦΔt 最大；线圈平面与磁感线垂直时，Φ最大，ΔΦ Δt 为零 (2)对公式的理解： (3)用公式E ＝nS ΔB Δt 求感应电动势时，S 为线圈在垂直于磁场方向的有效面积。 1.半径为r 、电阻为R 的n 匝圆形线圈在边长为l 的正方形abcd 外，匀强磁场充满并垂直穿过该正方形区域，如图9－2－1甲所示。当磁场随时间的变化规律如图乙所示时，则穿过圆形线圈磁通量的变化率为________，t 0时刻线圈产生的感应电流为________。 图9－2－1 解析：磁通量的变化率为ΔΦΔt ＝ΔB Δt S ＝B 0 t 0 l 2 根据法拉第电磁感应定律得线圈中的感应电动势 E ＝n ΔΦΔt ＝n B 0 t 0 l 2 再根据闭合电路欧姆定律得感应电流I ＝n ΔΦΔtR ＝n B 0l 2 t 0R 。 答案：B 0t 0l 2 n B 0l 2 t 0R 导体切割磁感线时的感应电动势 1．导体在匀强磁场中平动 (1)一般情况：运动速度v 和磁感线方向夹角为θ，则E ＝Bl v sin_θ。 (2)常用情况：运动速度v 和磁感线方向垂直，则E ＝Bl v 。 2．导体棒在匀强磁场中转动 导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的平面内以角速度ω匀速转动产生感应电动势E ＝1 2 Bωl 2(导体棒的长度为l )。 1．对公式E ＝Bl v 的理解 安培力与洛伦兹力在作用效果上有什么不同为什么有时候安培力做功而洛伦兹力不做功 安培力时洛仑兹力的宏观表现。洛仑兹力f=qvB，电流的微观表达式I=nqSv（n 为单位体积自由电子个数，q 为每个电子的电荷量，S 为导线横截面积，v 为自由电子定向移动速率）。一长为L 横截面积为S 的导线，所含自由电子个数为N=SLn ，安培力F=BIL=BnqSvL=（SLn）qvB=（SL，n）即f 安培力为导线中每个电子所受力的洛仑兹力的总和。 洛仑兹力对电荷不做功，但是安培力对导线可以做功，而且安培力又是洛仑兹力的宏观表现，那么为什么呢（这个问题本来就很绞的，很多人读完高中都没搞清楚，所以好好领悟）洛仑兹力对电荷不做功，但是并不代表洛仑兹力的分力对运动电荷不做功。一段导线，假设在磁场中受安培力而水平移动。注意，电子也在沿导线运动。所以根据运动的合成与分解，电子的运动轨迹是斜着的。洛仑兹力是垂直于电子运动轨迹的，所以洛仑兹力一定是斜着的。那么我们就可以将洛仑兹力分解为垂直于导线方向和沿导线方向（既然都预习到这里了，应该知道力的分解吧）。垂直于导线方向的洛仑兹力分力做正功，沿导线方向的分力做负功，这样实现了电能与界械能的转化。正功使导线机械能增加（就是我们看到的安培力做的功），负功阻碍电子运动（即阻碍电流，消耗电能，这部分功体现在电能 的减小上）。并且正功大小一定等于负功大小，这样洛仑兹力的总功才为0。所以我们平时就看到到安培力对导线做功，而洛仑兹力不做功。 还有一点，安培力做正功时，我们可以看到是电能与机械能的转化而不是磁场的能与机械能转化。同时，电流在洛仑兹力的分力作用下受到阻碍，这就是电动机为什么不能使用U=IR 公式的原因，除了电阻对电流的阻碍，这里又多了一个力，因此U=IR不再成立。 一、静电学 二、 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e＝×10-19C)；带电体电 荷量等于元电荷的整数倍 三、 2.库仑定律：F＝kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力 (N)，k:静电力常量k＝× 109N?m/C22，Q1、Q2:两点电荷的电 量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用 力与反作用力，同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引} 四、 3.电场强度：E＝F/q(定义式、计算式){ E:电场强度(N/C)，是 矢量(电场的叠加原理) ，q：检验电荷的电量(C)} 五、 4.真空点(源)电荷形成的电场E＝kQ/r2 {r ：源电荷到该位置的 距离( m)，Q：源电荷的电量} 六、 5.匀强电场的场强E＝UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V)，d:AB 两点在场强方向的距离(m)} 5.4 探究安培力 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.知道安培力的概念,掌握安培力的公式.2.知道左手定则的内容. 科学思维：1.会用左手定则判定安培力的方向.2.会用安培力的公式F＝ILBsinθ进行有关计算. 科学探究：能设计方案、选择器材进行实验,探究安培力F与I、L、B的定量关系,体会控制变量法在实验中的应用. 一、安培力的方向 利用如图1所示的实验装置进行实验. 图1 (1)上下交换磁极的位置以改变磁场方向,导线受力的方向是否改变？ (2)改变导线中电流的方向,导线受力的方向是否改变？ 仔细分析实验结果,说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系？ 答案(1)导线受力的方向改变 (2)导线受力的方向改变 安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系满足左手定则 [要点总结] 1.左手定则：伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线穿入手心,使四指指向电流方向,则大拇指所指的方向就是安培力的方向,如图2所示. 图2 2.判断电流的磁场方向用安培定则(右手螺旋定则),确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则. 3.安培力方向的特点 安培力的方向既垂直于电流方向,也垂直于磁场方向,即安培力的方向垂直于电流I和磁场B所决定的平面. (1)当电流方向与磁场方向垂直时,安培力方向、磁场方向、电流方向两两垂直,应用左手定则时,磁感线垂直穿过掌心. (2)当电流方向与磁场方向不垂直时,安培力的方向仍垂直于电流方向,也垂直于磁场方向.应用左手定则时,磁感线斜着穿入掌心. [延伸思考] 电流周围可以产生磁场,磁场又会对放在其中的电流产生力的作用,如果有两条相互平行的、距离很近的通电直导线,它们之间会不会有力的作用？若有力的作用,那么同向电流之间的作用力如何？反向电流之间的作用力如何？ 答案有力的作用,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥. 例1 画出图3中各磁场对通电导线的安培力的方向(与纸面垂直的力只需用文字说明). 图3 答案如图所示 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. 学科素养例1用左手定则来判断安培力的方向,这是从物理学视角对客观事物的内在规律及相互关系进行分析,是对基于经验事实建构的理想模型的应用过程,体现了“科学思维”的学科素养. 考点2 通电导线在磁场中受到的力—安培力 考点2.1 安培力的方向 (1)左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内.让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向. (2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，异向电流互相排斥. (3)注意问题：磁感线方向不一定垂直于电流方向，但安培力方向一定与磁场方向和电流方向垂直，即大拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面. 1.在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力 F的方向，其中正确的是( C ) 2.画出图中通电直导线A受到的安培力的方向． 3.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向． 4.一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有 磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( D ) 5.(多选)已知质量为m的通电细杆ab与导轨间的摩擦系数为μ，有电流时，ab恰好在导轨 上静止，如图所示，下图是它的四个侧视图四种可能的匀强磁场方向，其中能使杆ab与导轨之间摩擦力为零的图是( AB ) 6.在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( A ) A.受到竖直向上的安培力 B.受到竖直向下的安培力 C.受到由南向北的安培力 D.受到由西向东的安培力 7.在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有 一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示．过c点的导线所受安培力的方向( C ) A．与ab边平行，竖直向上B．与ab边平行，竖直向下 C．与ab边垂直，指向左边D．与ab边垂直，指向右边 考点2.2 安培力的大小计算 当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝ILB sinθ，这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况： (1)当磁场与电流垂直时，安培力最大，F max＝ILB. (2)当磁场与电流平行时，安培力等于零. 1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( B ) A.安培力的方向可以不垂直于直导线 B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D.将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 2.磁场中某区域的磁感线如图所示，则( B ) 第三节探究安培力（第三课时） 安培力的应用 【自主学习】 一、学习目标 1.知道安培力大小计算，安培力方向确定、安培力的应用 2.过程与方法分析综合、归纳类比 3.情感、态度与价值观理论探究结合实验探究提高综合探究能力 二、重点难点 1.安培力的应用、磁电式电表工作原理 2.左手定则的使用 三、自主学习 电流表的组成及磁场分布 请同学们阅读课文，让学生先看清楚磁铁、铝框、线圈、螺旋弹簧、极靴、指针、铁质圆柱等构件，了解它们之中哪些是固定的，哪些是可动的。 （1）电流表的组成 电流表主要由哪几部分组成的？ 电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。 注意：a．铁芯、线圈和指针是一个整体；b．蹄形磁铁内置软铁是为了（和铁芯一起）造就辐向磁场；c．观察──铁芯转动时螺旋弹簧会形变。 （2）电流表中磁场分布的特点 问题：电流表中磁场分布有何特点呢？ 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。 问题：什么是均匀辐向分布呢？ 所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。该磁场并非匀强磁场，但在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B 的大小是相等的。 问题：假如线圈转动，磁铁和铁芯之间的两个边所经过的位置其磁场强弱怎样？ 假如线圈转动，磁极和铁芯之间的两个边所经过的位置其磁场强弱是相同的。 2．电流表的工作原理 引导学生弄清楚以下几点： （1）线圈的转动是怎样产生的? 当电流通过电流表中的线圈时，导线受到安培力的作用，由左手定则可以判 定，线圈左右两边所受的安培力的方向相反，于是安装在轴上的线圈就要转动。 （2）线圈为什么不一直转下去？ 线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。 （3）为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱？ 电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。所以，从线圈转动的角度就能判断通过电流的大小。 （4）如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向？ 线圈中的电流方向改变时安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。 （5）电流表的刻度为什么是均匀的？ 电流表内部磁场的两极间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱。这样，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到哪个位置，它的平面都跟磁感线平行，线圈的受力情况相同，所以表盘的刻度就是均匀的了。 （6）使用时要特别注意什么？ 磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）。如果通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏。要测量较大的电流值，就要扩大量程。 第三节 探究安培力（第三课时） 安培力的应用 【课堂检测】 1．关磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的均匀辐向分布的磁场,下列说法中正确的有 课 堂 检测案 第三节 磁场对通电导线的作用 姓名： 班级： 教师评价： 学习目标 知识与技能：1.知道什么是安培力，会计算安培力的大小 2.会用左手定则判断安培力的方向 技能和方法 能用控制变量法探究安培力方向与磁场方向和电流方向 之间的关系 情感态度与价值观：通过认识电动机，体会物理知识和技术对人类的重大意义。 学习重难点 重点：磁感应强度的概念、安培力的大小和方向 难点：磁感应强度概念的理解 【自主学习】 一、 安培力 （1） 定义：磁场对通电导体的作用力叫 。 （2） 安培力的数学表达式：F= 练习：在磁感应强度为0.2T 的匀强磁场中，有一根长为0.3 m ，通有5A 电流的 直导线，当导线与磁感线方向垂直时，他所受安培力大小 A . 0 N B. 0.3 N C. 0.2 N D. 5.0 N 二、 磁感应强度 （1）通电直导线垂直磁场的方向放置，它所受到底安培力F 与电流I 和导线长 度L 乘积的比值叫做该处的 （2）磁感应强度的定义式 ，单位 ，简称 ，符号是 ， 磁感应强度是个 ，既有大小又有方向，小磁针N 极的受力方 向即 的方向，也是磁场的方向。 磁感应强度的理解：定义式B=IL F 只有在通电导线和磁场方向垂直时才有意义。磁场强度由磁场本身决定，不能认为B 与F 成正比，与IL 成反比。 （3）长为0.2m 的导线垂直于某匀强磁场方向放置，当导线中通有1A 的电流时，导线所受的安培力大小为0.8N ，则磁场的磁感应强度为 T 三、左手定则 伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且跟手掌在同一平面内，让磁感线 穿入手心，并使四指指向 的方向，拇指所指方向就是通电导线所受 安培力复习 1．把轻的长方形线圈用细线挂在载流直导线AB 的附近，两者在同一平面内，直导线AB 固定，线圈可以活动，当长方形线圈通以如图所示的电流时，线圈将（ ） （A ）不动 （B ）靠近导线AB （C ）离开导线AB （D ）发生转动，同时靠近导线AB 答案：B 2．长直电流I 2与圆形电流I 1共面，并与其一直径相重合（但两者绝缘），如图所示。设长直导线不动，则圆形电流将（ ） （A ）绕I 2旋转（B ）向右运动（C ）向左运动（D ）不动 答：B 3．在均匀磁场中，放置一个正方形的载流线圈使其每边受到的磁力的大小都相同的方法有（ ） （A ）无论怎么放都可以；（B ）使线圈的法线与磁场平行；（C ）使线 圈的法线与磁场垂直；（D ）（B ）和（C ）两种方法都可以 答：B 4．一平面载流线圈置于均匀磁场中，下列说法正确的是（ ） （A ）只有正方形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。 （B ）只有圆形的平面载流线圈，外磁场的合力才为零。 （C ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力和力矩一定为零 （D ）任意形状的平面载流线圈，外磁场的合力一定为零，但力矩不一定为零。 答：D 1． 截面积为S 、密度为ρ的铜导线被弯成正方形的三边，可以绕水平轴O O '转动，如图所示。导线放在方向竖直向上的匀强磁场中，当导线中的电流为I 时，导线离开原来的竖直位置偏转一个角度θ而平衡。求磁感应强度。若S =2mm 2 ，ρ=8.9g/cm 3 ， θ=15°，I =10A ，磁感应强度大小为多少？ 解：磁场力的力矩为 θθθcos cos cos 2212BIl l BIl Fl M F ===(3分) 重力的力矩为 θ ρθ ρθρsin 2sin 2 1 2sin 22221gSl l gSl l gSl M mg =?+?= （3分） O O ' θ I O O ' θ I mg 1 l 2 l 高中物理 3.3 探究安培力学案粤教版选修 3、3 探究安培力学案（粤教版选修3-1） 一、安培力的方向 1、磁场对电流的作用力称为________、 2、通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用 __________定则来判断：伸开__________手使大拇指跟其余四指______，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中让 __________垂直穿入手心，并使伸开的四指指向________的方向，那么大拇指所指的方向就是 ______________________________的方向、 二、安培力的大小 1、物理学规定，当通电导线与磁场方向______时，通电导线所受安培力F跟________和______的乘积的比值叫做磁感应强度；用B表示，则B＝________、 2、磁感应强度B的单位是 ____________，符号是____、其方向为______，是____量、3、如果磁场的某一区域里，磁感应强度大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫做______、4、在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，电流所受安培力F＝________、 三、磁通量 1、磁感应强度B与面积S的______叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示，则有Φ＝________，其中S为垂直______方向的面积、 2、磁通量的单位是________，符号是______、 一、安培力的方向[问题情境]通过上一节课的学习我们知道磁场对电流有力的作用，为了表彰和纪念安培在这方面作出的杰出贡献，人们把磁场对电流的作用力称为安培力、1、通电直导线与磁场平行时，导线受安培力吗？ 2、通过课本实验与探究得到通电直导线与磁场方向垂直时，安培力沿什么方向？安培力的方向与哪些因素有关？ [要点提炼]______手定则安培力的方向判断伸开______手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌处在同一个平面内；把手放入磁场中让______垂直穿入掌心，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向、[问题延伸]安培定则又称______手螺旋定则，是判断电流产生的磁场方向的；左手定则是判断电流在磁场中所受安培力方向的、 二、安培力的大小[问题情境] 1、当通电导线与磁场垂直时、平行时、斜交时，所受安培力相同吗？何时最大？何时最小？ 2、本节中我们只研究什么情况下的安培力的大小？ 3、回顾描述电场强弱的物理量是什么？它是怎样定义的？能否用类似的方法来定义一个描述磁场强弱的物理量？ 高中物理选修磁场安培 力练习题 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129- 一、磁场安培力练习题 一、选择题 1．关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有 [ ] A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质 B．磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线 2．一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针上方，并与磁针指向平行，能使磁针的S极转向纸内，如图1所示，那么这束带电粒子可能是[ ] A．向右飞行的正离子束B．向左飞行的正离子束 C．向右飞行的负离子束 D．问左飞行的负离子束 3．铁心上有两个线圈，把它们和一个干电池连接起来，已知线圈的电阻比电池的内阻大得多，如图2所示的图中，哪一种接法铁心的磁性最强 [ ] 4．关于磁场，以下说法正确的是 [ ] A．电流在磁场中某点不受磁场力作用，则该点的磁感强度一定为零 B．磁场中某点的磁感强度，根据公式B=F/I·l，它跟F，I，l 都有关 C．磁场中某点的磁感强度的方向垂直于该点的磁场方向 D．磁场中任一点的磁感强度等于磁通密度，即垂直于磁感强度方向的单位面积的磁通量 5．磁场中某点的磁感应强度的方向 [ ] A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 D．通过该点磁场线的切线方向 6．下列有关磁通量的论述中正确的是 [ ] A．磁感强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也越大 B．磁感强度越大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量越大 C．穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感强度一定为零 D．匀强磁场中，穿过线圈的磁感线越多，则磁通量越大 7．如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，其中央正上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，并通以垂直纸面向外的电流，[ ] A．磁铁对桌面的压力减小、不受桌面摩擦力的作用 B．磁铁对桌面的压力减小、受到桌面摩擦力的作用 C．磁铁对桌面的压力增大，个受桌面摩擦力的作用 D．磁铁对桌面的压力增大，受到桌面摩擦力的作用 8．如图4所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近：磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内，且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将 [ ] A．转动同时靠近磁铁B．转动同时离开磁铁 安丘一中高一物理导学案 【自主学习】 1、感应电场 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，我们把这种电场叫做感应电场。 静止的电荷激发的电场叫 ，静电场的电场线是由 发出，到 终止，电场线 闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是 的，如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。 感应电场是产生 或 的原因，感应电场的方向也可以由 来判断。感应电流的方向与感应电场的方向 。 2、感生电动势 （1）产生：磁场变化时会在空间激发 ，闭合导体中的 在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势。 （2）定义：由感生电场产生的感应电动势成为 。 （3）感生电场方向判断： 定则。 3、动生电动势 （1）产生： 运动产生动生电动势 （2）大小：E= （B 的方向与v 的方向 ） （3）动生电动势大小的推导： 【合作探究】 例1．某空间出现了如图所示的一组闭合电场线，方向从上向下看是顺时针的，这可能是( ) A ．沿A B 方向磁场在迅速减弱 B ．沿AB 方向磁场在迅速增强 C ．沿BA 方向磁场在迅速增强 D ．沿BA 方向磁场在迅速减弱 答案 AC 例2．如图（a ）所示，一个电阻值为R ，匝数为n 的圆形金属线圈与阻值为2R 的电阻R 1连接成闭合回路。线圈的半径为r 1。在线圈中半径为r 2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图线如图（b ）所示。图线与横、纵轴的截距分别为t 0和B 0，导线的电阻不计。求0至t 1时间内 （1）通过电阻R 1上的电流大小和方向； （2）通过电阻R 1上的电量q 及电阻R 1上产生的热量。 答案：（1）2 020 3n B r Rt π，电流由b 向a 通过1R ； （2）2224 021 2 29n B r t Rt π 【解析】（1）由法拉第电磁感应定律得感应电动势为 220220 n B r B E n n r t t t ππ?Φ?=== ?? 由闭合电路的欧姆定律，得通过1R 的电流大小为 2 020 33n B r E I R Rt π== 由楞次定律知该电流由b 向a 通过1R （2）由q I t = 得在0至1t 时间内通过1R 的电量为 2021 10 3n B r t q It Rt π==高中物理 3.3 探究安培力学案 粤教版选修3-1
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