高中優(yōu)秀教案地理

地理課堂教學(xué)中常見的幾種板書形式。

地理課堂教學(xué)中常見的幾種板書形式

江蘇省清江中學(xué)劉金龍（223001）

板書是傳統(tǒng)課堂教學(xué)中的重要內(nèi)容。在教學(xué)手段日益現(xiàn)代化的今天，板書似乎已經(jīng)不再重要了。特別是在近年的多媒體輔助教學(xué)的課堂中，幾乎見不到老師動手板書了，黑板似乎成了多余的擺設(shè)。果真如此嗎？許多專家已經(jīng)意識到這是一種不正常的現(xiàn)象，并正努力以各種方式強(qiáng)調(diào)板書的重要性。其實(shí)，板書是課堂上師生交流、展示師風(fēng)、突出主干、指導(dǎo)學(xué)法，乃至突破難點(diǎn)的重要手段，還利于學(xué)生思考和筆記，其某些功能是多媒體手段也無法替代的。筆者從事地理教學(xué)十余年，一向重視板書的設(shè)計(jì)與運(yùn)用，即使在多媒體輔助教學(xué)中，也重視板書的恰當(dāng)運(yùn)用，收到了很好的效果。這里將我在教學(xué)實(shí)踐中常用的幾種板書形式展示出來，以期與同行們共商。jab88.coM

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生活中常見的力

第二章A生活中常見的力
一、教學(xué)任務(wù)分析
本節(jié)關(guān)于常見力的分類和重力、彈力、摩擦力各自的特點(diǎn)，是在初中已學(xué)力的基本概念基礎(chǔ)上的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，是高中物理力學(xué)部分重要的內(nèi)容之一，也是后續(xù)牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動和力的關(guān)系的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要以初中已學(xué)關(guān)于力的基本認(rèn)識、第一章關(guān)于矢量及其表示等知識為基礎(chǔ)。
通過小組討論，交流已有的關(guān)于力的知識，相互啟發(fā)，達(dá)到鞏固舊知識，啟發(fā)新知識的目的。
通過力傳感器感受力的大小在圖像上的反映、“鋼絲上放瓶子”等實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)對重心的認(rèn)識；通過微小形變實(shí)驗(yàn)確認(rèn)彈性形變。
通過吊裝船艏、撐桿跳、畫彈力作用點(diǎn)及方向、分自行車中的摩擦力，在實(shí)際問題中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中解決實(shí)際問題。
本節(jié)課的教學(xué)要求學(xué)生主動參與，通過討論、DIS實(shí)驗(yàn)建立概念的過程中，讓學(xué)生感受到分析、比較、歸納、演繹等科學(xué)方法的應(yīng)用，感悟觀察、實(shí)驗(yàn)對形成概念和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的重要作用。
在形變實(shí)驗(yàn)中可以學(xué)習(xí)放大物理量的基本方法，通過重心的實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識與技能
（1）知道重力產(chǎn)生的原因及特點(diǎn)；知道重心的概念及物體重心的位置。
（2）知道形變及其特點(diǎn)；知道顯示微小形變的方法；知道彈力產(chǎn)生的條件及特點(diǎn)。
（3）*知道摩擦力及摩擦力的種類。
（4）初步學(xué)會畫物體受重力、彈力作用時的簡單受力示意圖。
2、過程與方法
（1）通過“如何讓瓶子穩(wěn)定在鋼絲上”、顯示微小形變等探究實(shí)驗(yàn)，感受實(shí)驗(yàn)是認(rèn)識物理現(xiàn)象、探究物理規(guī)律的基本方法和手段。
（2）通過顯示微小形變的演示實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生對微小形變的感性認(rèn)識，感受放大物理量的方法，促進(jìn)對彈力特性的理解。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
（1）通過參與“如何讓瓶子穩(wěn)定在鋼絲上”的探究活動，提高趣味性，感悟生活中處處有物理，激發(fā)探究的興趣和學(xué)習(xí)的熱情。
（2）通過“顯示微小形變”的演示實(shí)驗(yàn)，懂得物理學(xué)習(xí)需要細(xì)致觀察、認(rèn)真分析的科學(xué)習(xí)慣，增強(qiáng)對物理現(xiàn)象和物理問題的觀察和分析能力。
三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn)：力的矢量性，彈性形變及彈力的特點(diǎn)。
難點(diǎn)：如何確定彈力的作用點(diǎn)和方向。
四、教學(xué)資源
1、學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材（每兩人一套）：:DIS實(shí)驗(yàn)儀器（數(shù)據(jù)采集器、力傳感器與計(jì)算機(jī)）。
2、演示實(shí)驗(yàn)器材：演示微小形變的實(shí)驗(yàn)（圓形墨水瓶、細(xì)管、塞子、標(biāo)尺）。
3、探究重心的位置實(shí)驗(yàn)：讓瓶子穩(wěn)定在鋼絲上。（鋼絲、瓶子、木塊、雨傘等）。
4、自制PPT幻燈片。
五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路
本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括生活中常見的力、形變、彈力等三部分內(nèi)容。
本設(shè)計(jì)的基本思路是：以探究小實(shí)驗(yàn)、DIS實(shí)驗(yàn)、PPT演示和實(shí)例分析為基礎(chǔ)，以學(xué)生分組討論、教師點(diǎn)撥為基本方法。通過用力傳感器探測力的大小的DIS實(shí)驗(yàn)、“鋼絲上放瓶子”等小實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)對重心的認(rèn)識；通過顯示微小形變的演示實(shí)驗(yàn)認(rèn)識彈性形變，進(jìn)而認(rèn)識彈力及其特點(diǎn)；通過實(shí)例情景的討論，初步學(xué)會物體僅受重力、彈力作用時的簡單受力受力分析。
本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：力的矢量性，彈性形變及彈力的特點(diǎn)。方法是：通過對實(shí)例分析、討論認(rèn)識力的矢量性；通過顯示微小形變的演示實(shí)驗(yàn)認(rèn)識彈性形變，在此基礎(chǔ)上建立彈力的概念，通過對實(shí)例的分析、討論，認(rèn)識彈力的特點(diǎn)，初步學(xué)會判斷彈力的作用點(diǎn)及方向。
本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：如何確定彈力的作用點(diǎn)和方向。方法是：通過小實(shí)驗(yàn)和對實(shí)例分析、討論，明確彈力是接觸力，兩物體的接觸點(diǎn)就是彈力的作用點(diǎn)，而彈力的方向就是物體恢復(fù)形變的方向。通過“自主活動”當(dāng)堂訓(xùn)練，當(dāng)堂鞏固。
本設(shè)計(jì)通過學(xué)生自主活動，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，然后通過DIS實(shí)驗(yàn)和實(shí)例分析、討論過程，使學(xué)生充分感受科學(xué)方法的應(yīng)用，感悟物理學(xué)研究的方法，逐步養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時。
說明：生活中常見的三種力，即重力、彈力、摩擦力，其中重力已在初中學(xué)過，摩擦力《課標(biāo)》不作要求，因此本設(shè)計(jì)安排的重點(diǎn)是力的矢量性，彈性形變及彈力的特點(diǎn)。對重力、重心等概念，主要是復(fù)習(xí)，并強(qiáng)調(diào)重力的方向和重心的位置；而對摩擦力僅作常識性的介紹。

六、教學(xué)流程
1、教學(xué)流程圖

2、教學(xué)流程圖說明及主要環(huán)節(jié)
情景Ⅰ錄像，大家談
播放“攀巖”錄像，分析此情景中人的受力情況，以“大家談”的形式討論、交流常見力舉隅，打開思路，增加自主體驗(yàn)，為進(jìn)一步概括力的特性、力的分類鋪設(shè)臺階。
問題Ⅰ設(shè)問1，
通過設(shè)問1“根據(jù)已經(jīng)學(xué)過的知識，常見的力舉隅，談?wù)勀銓αΦ奶匦缘恼J(rèn)識”，設(shè)問2“力可以怎樣分類？”歸納得出生活中常見的幾種力。
活動ⅠDIS實(shí)驗(yàn)演示
通過DIS實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)力的大小，增加對力的基本概念、特性的理解。
活動Ⅱ?qū)W生探究實(shí)驗(yàn)
通過探究實(shí)驗(yàn)“如何讓瓶子穩(wěn)定在鋼絲上？”、“奔馬的平衡”，加強(qiáng)對不規(guī)則物體重心位置的認(rèn)識。
活動Ⅲ分析解釋
通過顯示微小形變的演示實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)對微小形變的感性認(rèn)識，促進(jìn)對彈力特性的理解。
活動Ⅳ自制模型
通過自行車模型，探究自行車的坐墊彈簧、減小與增大摩擦的應(yīng)用?；顒英敉ㄟ^自行車模型，探究自行車的坐墊彈簧、減小與增大摩擦的應(yīng)用。
2、教學(xué)的主要環(huán)節(jié)本設(shè)計(jì)可分為三個主要的教學(xué)環(huán)節(jié)：
第一環(huán)節(jié)，借境激疑、提出問題通過小組討論、交流已有的關(guān)于力的知識，相互啟發(fā)，提出問題，引起興趣，復(fù)習(xí)已有的關(guān)于力的基礎(chǔ)知識。
第二環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)探究、抓住特性通過力傳感器感受力的DIS實(shí)驗(yàn)及“鋼絲上放瓶子”等小實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)對重心的認(rèn)識；通過微小形變實(shí)驗(yàn)確認(rèn)彈性形變，進(jìn)而建立彈力的概念。
第三環(huán)節(jié)，實(shí)際運(yùn)用，拓展延伸通過吊裝船艏、撐桿跳、畫彈力作用點(diǎn)及方向、分析自行車中的摩擦力，在實(shí)際問題中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中解決實(shí)際問題。
七、教案示例
（一）借境激疑、提出問題
1、播放“攀巖”錄像分析此情景中人的受力情況，“大家談”—─生活中常見的力舉隅：重力、彈力、摩擦力、分子力、磁力、拉力、壓力、支持力、動力、阻力等等。
2、引出問題
常見的力可以怎么分類？各有什么特性？什么是力？根據(jù)已經(jīng)學(xué)過的知識談?wù)勀銓Α傲Α钡恼J(rèn)識？
從力的性質(zhì)來看，力學(xué)中經(jīng)常遇到的有重力、彈力、摩擦力（電磁力將在電磁學(xué)部分討論），
3、力的基本認(rèn)識
①力是物體間的相互作用，力的效果可以從被作用物體發(fā)生形變或運(yùn)動狀態(tài)變化來判斷。
DIS定量實(shí)驗(yàn)：
讓我們用力傳感器與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連，顯示出力的圖像?？匆豢?，力之間的關(guān)系，力的大小變化是怎樣反映在圖線上的？②力的圖示
力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。
自主活動：請用力的圖示表示足球受到水平方向67N的作用力。
③力的種類
各種力可以用兩種不同的方法來分類。一種是根據(jù)力的性質(zhì)來分類的，如重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力等等；另一種是根據(jù)力的效果來分類的，如拉力、壓力、支持力、動力、阻力等等。效果不同的力，性質(zhì)可以相同。例如拉力、壓力、支持力實(shí)際上都是彈力，只是效果不同。性質(zhì)不同的力，效果可以相同。例如不論是什么性質(zhì)的力，又要效果是加速物體運(yùn)動的，就可以稱它為動力；效果是阻礙物體運(yùn)動的，就可以稱它為阻力。
下面幾節(jié)就分別介紹這三種力。
（二）實(shí)驗(yàn)探究、抓住特性
1、重力和重心
重力的定義、方向、大小、重心(略)
重心的位置有關(guān)因素：質(zhì)量分布、形狀，重心的位置可在物體上，也可不在物體上。
探究實(shí)驗(yàn)：“如何讓瓶子穩(wěn)定在鋼絲上？”
“奔馬的平衡”
形變和彈力
A、彈力是怎樣產(chǎn)生的？
產(chǎn)生過程：
相互接觸的二個物體之間由于相互擠壓而發(fā)生形變。發(fā)生形變的物體對要恢復(fù)原來的狀態(tài)，對使它形變的物體產(chǎn)生力的作用。
產(chǎn)生條件：接觸、形變
注意：任何物體只要受到彈力的作用都要發(fā)生形變。不能發(fā)生形變的物體是不存在的。
注：A、接觸不一定有彈力，有彈力一定接觸,彈力的數(shù)目=接觸點(diǎn)的數(shù)目
產(chǎn)生原因：形變
B、演示實(shí)驗(yàn)：顯示微小形變（附：教學(xué)錄像片段Ⅱ。

C、如何確定彈力的作用點(diǎn)和方向？
垂直于接觸面，和物體形變的方向相反。
D、自主活動：
判斷正誤
（1）接觸的物體一定有彈力的作用
（2）一個物體受到的各力中有彈力，那么此物體一定和其它物體接觸
（3）物體A對B有彈力，是由于B發(fā)生了形變。
（4）彈力的方向一定垂直于接觸面
（5）電線吊電燈靜止，電燈使電線的形變向下
（6）沒有發(fā)生形變而產(chǎn)生彈力是不可能的
（7）彈力的方向和施力物體形變的方向相反
（8）彈力的方向和受力物體形變的方向相反
畫出彈力的作用點(diǎn)和方向

E、拓展聯(lián)想：
彈力的大小:胡克定律F=kx
其中：F為物體受到的彈力。x為彈簧的形變量（彈簧伸長的長度、縮短的長度、彈簧的長度、彈簧的原長、自然長度）注意：僅適用于彈簧;在彈性限度內(nèi);一般物體的彈力和形變成正變關(guān)系.
2、摩擦力
什么是摩擦力？它有哪幾類？(略)
（三）實(shí)際運(yùn)用，拓展延伸
通過自行車模型，探究自行車的坐墊彈簧、減小與增大摩擦的應(yīng)用。
多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎，車把手塑料套，蹬板套、閘把套等。
.變滾動摩擦為滑動摩擦以增大摩擦。如在剎車時，車輪不再滾動，而在地面上滑動，摩擦大大增加了，故車可迅速停駛。而在剎車的同時，手用力握緊車閘把，增大剎車皮對鋼圈的壓力以達(dá)到制止車輪滾動的目的。
車的前軸、中軸及后軸均采用滾動以減小摩擦。為更進(jìn)一步減小摩擦，人們常在這些部位加潤滑劑。
車的坐墊下安有許多根彈簧，利用它的彈性，發(fā)揮緩沖作用以減小震動。

正確處理高中地理課程改革中的幾種關(guān)系[原創(chuàng)]

正確處理高中地理課程改革中的幾種關(guān)系

霍海洲(江蘇省金湖縣第二中學(xué)211600）

課程作為對未來人才培養(yǎng)的"施工藍(lán)圖"，作為當(dāng)今世界教育改革的核心內(nèi)容，作為推進(jìn)素質(zhì)教育的核心問題和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，越來越受到學(xué)校教師和社會各界的關(guān)注。高考與課改并不矛盾，隨著新課程的實(shí)施，國家考試中心明確承諾，高考改革將與新課程同步，近幾年的高考試卷已經(jīng)出現(xiàn)了許多新課程理念。高中地理課程改革應(yīng)正確處理好以下幾種關(guān)系。

一、新課程理念與教學(xué)實(shí)踐的關(guān)系。

地理課程新理念，從培養(yǎng)現(xiàn)代公民素質(zhì)出發(fā)，學(xué)習(xí)對生活有用的地理；培養(yǎng)學(xué)生的地理學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)他們關(guān)注人口、資源、環(huán)境和區(qū)域發(fā)展問題；正確的認(rèn)識人地關(guān)系，形成可持續(xù)發(fā)展觀。應(yīng)更新陳舊的教學(xué)理念，正確處理教與學(xué)的關(guān)系。

3.3《幾種常見的磁場》學(xué)案

3.3幾種常見的磁場學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1．知道什么叫磁感線。
2．知道幾種常見的磁場（條形、蹄形，直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管）及磁感線分布的情況
3．會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1、磁感線
所謂磁感線，是在磁場中畫出的一些有方向的，在這些上，每一點(diǎn)的磁場方向都在該點(diǎn)的切線方向上。磁感線的基本特性：（1）磁感線的疏密表示磁場的。（2）磁感線不相交、不相切、不中斷、是閉合曲線；在磁體外部，從指向；在磁體內(nèi)部，由指向。（3）磁感線是為了形象描述磁場而假想的物理模型，在磁場中并不真實(shí)存在，不可認(rèn)為有磁感線的地方才有磁場，沒有磁感線的地方?jīng)]有磁場。
2、安培定則
判定直線電流的方向跟它的磁感線方向之間的關(guān)系時，安培定則表述為：用握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致，彎曲的四指所指的方向就是的環(huán)繞方向；判定環(huán)形電流和通電螺線管的電流方向和磁感線方向之間的關(guān)系時要統(tǒng)一表述為：讓彎曲的四指所指方向跟方向一致，大拇指所指的方向就是環(huán)形電流或通電螺線管磁感線的方向（這里把環(huán)形電流看作是一匝的線圈）。
三、提出疑惑

課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．知道安培分子電流假說，并能解釋有關(guān)現(xiàn)象
2．理解勻強(qiáng)磁場的概念，明確兩種情形的勻強(qiáng)磁場
3．理解磁通量的概念并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算
二、學(xué)習(xí)過程
1、安培分子電流假說
（1）安培分子電流假說：在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流——，分子電流使每個物質(zhì)微粒都成為微小的，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個。
（2）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：磁鐵的磁場和電流的磁場一樣，都是由產(chǎn)生的。
（3）磁性材料按磁化后去磁的難易可分為材料和材料。
2、勻強(qiáng)磁場
磁感應(yīng)強(qiáng)度、處處相同的磁場叫勻強(qiáng)磁場（uniformmagneticfield）。勻強(qiáng)磁場的磁感線是一些直線。
3、磁通量
（1）定義：設(shè)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，則B與S的乘積叫做穿過這個面積的磁通量（magneticflux），簡稱磁通。
（2）定義式：
（3）單位：簡稱，符號。1Wb=1Tm2
（4）磁通量是標(biāo)量
（5）磁通密度即磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T=1
課內(nèi)探究學(xué)案
例1、有一矩形線圈，線圈平面與磁場方向成角，
如圖所示。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈面積為S，則穿過
線圈的磁通量為多大？

例2、如圖所示，兩塊軟鐵放在螺線管軸線上，
當(dāng)螺線管通電后，兩軟鐵將（填“吸引”、
“排斥”或“無作用力”），A端將感應(yīng)出極。
例3、磁鐵在高溫下或者受到敲擊時會失去磁性，根據(jù)安培的分子電流假說，其原因是（）
A、分子電流消失B、分子電流的取向變得大致相同
C、分子電流的取向變得雜亂D、分子電流的強(qiáng)度減弱

三、反思總結(jié)

四、當(dāng)堂檢測
課后練習(xí)與提高
1、磁感線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)。磁感線的定性地表示磁場強(qiáng)弱。
2、磁感線，在磁體（螺線管）外部由極到極，內(nèi)部由S極到極。該點(diǎn)與電場線不同。磁感線。
3、若某個區(qū)域里磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、方向，則該區(qū)域的磁場叫做勻強(qiáng)磁場。它的磁感線是的直線。
4、對于通電直導(dǎo)線，右手大拇指代表方向，四個彎曲的手指方向代表方向。
對于環(huán)形電流和通電螺線管，右手大拇指代表方向，四個彎曲的手指方向代表方向。
課后練習(xí)與提高
1、根據(jù)安培假設(shè)的思想，認(rèn)為磁場是由于運(yùn)動電荷產(chǎn)生的，這種思想如果對地磁場也適用，而目前在地球上并沒有發(fā)現(xiàn)相對地球定向移動的電荷，那么由此判斷，地球應(yīng)該（）
A、帶負(fù)電B、帶正電C、不帶電D、無法確定
2、關(guān)于磁通量，下列敘述正確的是（）
A、在勻強(qiáng)磁場中，穿過一個面的磁通量等于磁感應(yīng)強(qiáng)度與該面面積的乘積
B、在勻強(qiáng)磁場中，a線圈的面積比b線圈大，則穿過a線圈的磁通量一定比穿過b線圈的磁通量大
C、把一個線圈放在M、N兩處，若放在M處時穿過線圈的磁通量比放在N處時大，則M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定比N處大
D、同一線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度大處，穿過線圈的磁通量不一定大
3、把一個面積為5.0×10-2m2的單匝矩形線圈放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2.0×10-2T的勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)線圈平面與磁場方向垂直時，穿過線圈的磁通量是多大？
4、如圖所示，在條形磁鐵外面套一圓環(huán)，當(dāng)圓環(huán)從磁鐵的N極向下平移到S極的過程中，穿過圓環(huán)的磁通量如何變化（）
A、逐漸增加
B、逐漸減少
C、先逐漸增加，后逐漸減少
D、先逐漸減少，后逐漸增大

第3節(jié)　幾種常見的磁場

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計(jì)劃和準(zhǔn)備，教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生們有一個良好的課堂環(huán)境，幫助教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？以下是小編為大家精心整理的“第3節(jié)　幾種常見的磁場”，僅供參考，希望能為您提供參考！

第3節(jié)幾種常見的磁場
要點(diǎn)一利用安培定則分析電流的磁場的方法
1．分清“因”和“果”：在判定直線電流的磁場方向時，大拇指指“原因”——電流方向，四指指“結(jié)果”——磁場繞向；在判定環(huán)形電流的磁場方向時，四指指“原因”——電流繞向，大拇指指“結(jié)果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向．
2．優(yōu)先采用整體法：一個任意形狀的環(huán)形電流(如三角形、矩形、圓形)的磁場，都可以視為若干或無數(shù)個很短的直線電流的磁場疊加而成，從而可分段進(jìn)行判定．這種隔離法的判定結(jié)果，雖然與視為環(huán)形電流的整體法一致，但在步驟上卻麻煩多了．
要點(diǎn)二磁通量的理解
1．磁通量的定義
公式Φ＝BS中的B應(yīng)是勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，S是與磁場方向垂直的面積，因此，可以理解為Φ＝BS⊥.如果平面與磁場方向不垂直，應(yīng)把面積S投影到與磁場垂直的方向上，求出投影面積S⊥，代入到Φ＝BS⊥中計(jì)算，應(yīng)避免硬套公式Φ＝BSsinθ或Φ＝BScosθ.
2．磁通量的變化
一般有下列三種情況：
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，有效面積S變化，則ΔΦ＝Φt－Φ0＝BΔS.
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化，磁感線穿過的有效面積S不變，則穿過回路中的磁通量的變化是：ΔΦ＝Φt－Φ0＝ΔBS.
(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和有效面積S同時發(fā)生變化的情況，則ΔΦ＝Φt－Φ0.
特別提醒①平面S與磁場方向不垂直時，要把面積S投影到與磁場垂直的方向上，即求出有效面積．
②可以把磁通量理解為穿過面積S的磁感線的凈條數(shù)．相反方向穿過面積S的磁感線可以互相抵消．
③當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度和有效面積同時發(fā)生變化時，ΔΦ＝Φt－Φ0，而不能用ΔΦ＝ΔBΔS計(jì)算.

1.電場線與磁感線有哪些異同？
電場線磁感線
相
似
點(diǎn)引入目的形象描述場而引入的假想線，實(shí)際不存在
疏密場的強(qiáng)弱
切線方向場的方向
相交不能相交(電場中無電荷空間不相交)
不同點(diǎn)起始于正電荷，終止于負(fù)電荷閉合曲線
特別提醒(1)從電場、磁場的概念理解兩種場線的相似點(diǎn)：矢量性——線的切線，強(qiáng)弱——線的疏密，方向的唯一性——空間任一點(diǎn)場線不相交．
(2)從兩種場線的區(qū)別理解兩種場的區(qū)別：
電場線——電荷有正負(fù)——電場線有始終
磁感線——N、S極不可分離——磁感線閉合
2．常見的電流的磁場有哪些？
電流的磁場通常研究的是直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場，判斷它們的磁場，都可用安培定則來判斷，該定則也叫右手螺旋定則，各種電流的磁場分布及磁感線方向的判斷如下：

安培定則立體圖橫截面圖縱截面圖

直
線
電
流

以導(dǎo)線上任意點(diǎn)為圓心的多組同心圓，越向外磁感線越稀疏，磁場越弱

環(huán)
形
電
流

內(nèi)部磁場比環(huán)外強(qiáng)，磁感線越向外越稀疏
通
電
螺
線
管

內(nèi)部為勻強(qiáng)磁場且比外部強(qiáng)，方向由S極指向N極，外部類似條形磁鐵，由N極指向S極

一、磁感線的理解
【例1】關(guān)于磁感線，下列說法中正確的是()
A．兩條磁感線的空隙處一定不存在磁場
B．磁感線總是從N極到S極
C．磁感線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的磁場方向一致
D．兩個磁場疊加的區(qū)域，磁感線就可能相交
答案C
解析磁感線是為了形象地描繪磁場而假設(shè)的一組有方向的曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向都表示該點(diǎn)的磁場方向，曲線疏密表示磁場強(qiáng)弱，所以C正確，A不正確．在磁鐵外部磁感線從N極到S極，內(nèi)部從S極到N極．磁感線不相交，所以B、D不正確．
二、幾種電流的磁場
【例2】如圖3－3－2所示，螺線管、蹄形鐵芯、環(huán)形導(dǎo)線三者相距較遠(yuǎn)，當(dāng)開關(guān)閉合后關(guān)于小磁針N極(黑色的一端)的指向錯誤的是()

圖3－3－2
A．小磁針a的N極指向正確
B．小磁針b的N極指向正確
C．小磁針c的N極指向正確
D．小磁針d的N極指向正確
答案A
解析小磁針靜止時N極的指向?yàn)樵撎幍拇艌龇较?，即磁感線的切線方向．根據(jù)安培定則，蹄形鐵芯被磁化后右端為N極，左端為S極，小磁針c指向正確；通電螺線管的磁場分布和條形磁鐵相似，內(nèi)部磁場向左，外部磁場向右，所以小磁針b指向正確，小磁針a指向錯誤；環(huán)形電流形成的磁場左側(cè)應(yīng)為S極，故d的指向正確．在運(yùn)用安培定則判定直線電流和環(huán)形電流的磁場時應(yīng)分清“因”和“果”，在判定直線電流的磁場方向時，大拇指指“原因”——電流方向，四指指“結(jié)果”——磁場繞向；在判定環(huán)形電流磁場方向時，四指指“原因”——電流繞向，大拇指指“結(jié)果”——環(huán)內(nèi)沿中心軸線的磁感線方向.

1.關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是()
A．磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，也是一種客觀存在的特殊物質(zhì)
B．磁感線可以形象地描述各磁場的強(qiáng)弱和方向，它每一點(diǎn)的切線方向都和小磁針放在該點(diǎn)靜止時北極所指的方向一致
C．磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止的
D．磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示，因而是真實(shí)存在的
答案AB
解析磁感線是為了形象描述磁場而假設(shè)的一簇有方向的閉合的曲線，實(shí)際上并不存在，所以C、D不正確；磁場是客觀存在的特殊物質(zhì)，所以A正確；磁感線上每一點(diǎn)切線方向表示該點(diǎn)磁場方向，磁感線疏密表示該點(diǎn)磁場的強(qiáng)弱，小磁針靜止時北極指向、北極受力方向均為磁場方向，所以B正確．
2．磁鐵在高溫下或者受到敲擊時會失去磁性，根據(jù)安培分子電流假說，其原因是()
A．分子電流消失
B．分子電流取向變得大致相同
C．分子電流取向變得雜亂
D．分子電流減弱
答案C
解析根據(jù)安培的分子電流假說，當(dāng)分子電流取向變得大致相同時，對外顯示磁性；當(dāng)溫度升高或者受到敲擊時，分子發(fā)生運(yùn)動，分子電流取向變得雜亂無序，對外不能顯示磁性．安培的分子電流假說不僅解決了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，同時對我們的生活生產(chǎn)也很有指導(dǎo)作用，讓我們知道了如何充磁、如何退磁．
3．放在通電螺線管里面的小磁針保持靜止時，N極的指向是怎樣的？兩位同學(xué)的回答相反，甲說，小磁針的位置如圖3－3－3甲所示，因?yàn)楣軆?nèi)的磁感線方向向右，所以小磁針的N極指向右方．乙說，小磁針的位置如圖乙所示，他的理由是通電螺線管的N極在右側(cè)，根據(jù)異名磁極相互吸引可知，小磁針的S極指向右方．你的看法是怎樣的？他們誰的答案錯了？
圖3－3－3
答案磁場中保持靜止的小磁針，它的N極一定指向磁感線的方向，甲回答的是對的，乙的答案錯了．
4．如果磁場B不與我們研究的平面S垂直，
圖3－3－4
如圖3－3－4所示，而是有一夾角α，試確定此時穿過這個面積的磁通量Φ.
答案BSsinα
解析作S垂直于B的投影面S⊥，如下圖所示，由圖可知，穿過面積S的磁感線一定穿過面積S⊥，故Φ＝Φ′＝BS⊥＝BScosθ＝BScos(π2－α)＝BSsinα.
題型一電流的磁場
M1與M2為兩根未被磁化的鐵棒，
圖1
現(xiàn)將它們分別放置于如圖1所示的位置，則被通電螺線管產(chǎn)生的磁場磁化后()
A．M1的左端為N極，M2的右端為N極
B．M1和M2的右端均為N極
C．M1的右端為N極，M2的左端為N極
D．M1和M2的左端均為N極
思維步步高螺線管的磁場方向如何確定？螺線管內(nèi)部和外部磁場方向有何區(qū)別？兩根鐵棒被磁化和小磁針有何異同？
解析通電螺線管的磁場和條形磁鐵的磁場很類似，要注意在磁體內(nèi)部的磁感線的分布應(yīng)該是從S極指向N極的．
答案A
拓展探究如圖2所示，
圖2
小磁針靜止在通電螺線管的旁邊，請?jiān)趫D上標(biāo)出電流的方向．
答案見解析
解析根據(jù)通電螺線管的磁場與小磁針的相互作用情況可以判斷：螺線管的右邊應(yīng)該是S極．再根據(jù)安培定則，右手握住螺線管，
大拇指指螺線管的N極，其余四指的方向就是通電螺線管中的電流方向，即電流從右邊流入，左邊流出，如右圖所示．
通電導(dǎo)線的磁場有以下幾種常見的情況：①通電直導(dǎo)線的磁場，大拇指的方向?yàn)殡娏鞯姆较?，四指的指向?yàn)榇艌龅姆较颍谕娐菥€管的磁場，四指的環(huán)繞方向是電流的方向，大拇指的指向是螺線管內(nèi)部的磁感線的方向．③通電線圈相當(dāng)于單匝的通電螺線管.
題型二磁通量問題
如圖3所示，
圖3
一環(huán)形線圈沿條形磁鐵的軸線，從磁鐵N極的左側(cè)A點(diǎn)運(yùn)動到磁鐵S極的右側(cè)B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)關(guān)于磁鐵的中心對稱，則在此過程中，穿過環(huán)形線圈的磁通量將()
A．先增大，后減小
B．先減小，后增大
C．先增大，后減小、再增大，再減小
D．先減小，后增大、再減小，再增大
思維步步高A處的磁場方向向哪？從A運(yùn)動到磁鐵N極過程中磁場的強(qiáng)弱怎樣變化？在穿過磁鐵的過程中穿過線圈的磁感線方向向哪？從S極向B運(yùn)動的過程中，磁場強(qiáng)弱怎樣變化？磁通量怎樣變化？
解析在磁鐵內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，磁感線條數(shù)最多，在A端和B端，磁鐵的部分磁感線通過線圈，而在磁鐵中間，磁鐵的全部磁感線通過線圈，只在外部有少量的抵消，因此穿過線圈的磁通量先增大后減?。?br> 答案A
拓展探究條形磁鐵豎直放置，
圖4
閉合圓環(huán)水平放置，條形磁鐵中心線穿過圓環(huán)中心，如圖4所示，若圓環(huán)為彈性環(huán)，其形狀由Ⅰ擴(kuò)大到Ⅱ，那么圓環(huán)內(nèi)磁通量的變化的情況是()
A．磁通量增大B．磁通量減小
C．磁通量不變D．條件不足，無法確定
答案B
解析磁感線是閉合曲線，磁鐵內(nèi)部是由S極到N極，而外部是由N極回到S極，而磁通量是穿過某個面的磁感線的凈條數(shù)，故B正確．
磁通量問題要注意以下幾個問題：①磁通量的定義式Φ＝BS中的面積為有效面積，是線圈平面在垂直于磁感線方向的投影．②當(dāng)磁鐵穿過線圈時，在磁鐵內(nèi)部的磁感線是從S極指向N極的.

一、選擇題
1．如圖5所示，
圖5
帶負(fù)電的金屬環(huán)繞軸OO′以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，在環(huán)左側(cè)軸線上的小磁針最后平衡的位置是()
A．N極豎直向上
B．N極豎直向下
C．N極沿軸線向左
D．N極沿軸線向右
答案D
2．關(guān)于磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，正確的說法是()
①一切磁現(xiàn)象都起源于電流或運(yùn)動電荷，一切磁作用都是電流或運(yùn)動電荷之間通過磁場而發(fā)生的相互作用②除永久磁鐵外，一切磁場都是由運(yùn)動電荷或電流產(chǎn)生的③根據(jù)安培的分子電流假說，在外界磁場作用下，物體內(nèi)部分子電流取向變得大致相同時，物體就被磁化，兩端形成磁極④磁就是電，電就是磁，有磁必有電，有電必有磁
A．②③④B．②④C．①③D．①②③
答案C
解析②錯誤在于永久磁體之所以顯磁性的原因是內(nèi)部分子電流規(guī)律分布．④錯誤的原因是靜止的電荷周圍就沒有磁場．只有運(yùn)動電荷才能產(chǎn)生磁場．
圖6

3．如圖6所示，圓環(huán)上帶有大量的負(fù)電荷，當(dāng)圓環(huán)沿順時針方向轉(zhuǎn)動時，a、b、c三枚小磁針都要發(fā)生轉(zhuǎn)動，以下說法正確的是()
A．a(chǎn)、b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)
B．b的N極向紙外轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙里轉(zhuǎn)
C．b、c的N極都向紙里轉(zhuǎn)，而a的N極向紙外轉(zhuǎn)
D．b的N極向紙里轉(zhuǎn)，而a、c的N極向紙外轉(zhuǎn)
答案B
4．磁體之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的．對磁場認(rèn)識正確的是()
A．磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況
B．磁感線總是由N極出發(fā)指向S極
C．某點(diǎn)磁場的方向與放在該點(diǎn)的小磁針靜止時N極所指方向一致
D．若在某區(qū)域內(nèi)通電導(dǎo)線不受磁場力的作用，則該區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零
答案C
解析根據(jù)磁感線的特點(diǎn)：(1)磁感線在空間內(nèi)不能相交；(2)磁感線是閉合曲線，在磁體外部由N極指向S極，在磁體內(nèi)部由S極指向N極；(3)磁感線的切線方向表示磁場的方向(小磁針靜止時N極指向)．可判斷選項(xiàng)A、B錯誤，C正確．通電導(dǎo)線在磁場中是否受力與導(dǎo)線在磁場中的放置方式有關(guān)，故D錯．
5.
圖7
南極考察經(jīng)常就南極特殊的地理位置進(jìn)行科學(xué)測量．“雪龍?zhí)枴笨疾礻?duì)員一次實(shí)驗(yàn)如下：在地球南極附近用彈簧測力計(jì)豎直懸掛一未通電螺線管，如圖7所示．下列說法正確的是()
A．若將a端接電源正極，b端接電源負(fù)極，則彈簧測力計(jì)示數(shù)將減小
B．若將a端接電源正極，b端接電源負(fù)極，則彈簧測力計(jì)示數(shù)將增大
C．若將b端接電源正極，a端接電源負(fù)極，則彈簧測力計(jì)示數(shù)將增大
D．不論螺線管通電情況如何，彈簧測力計(jì)示數(shù)均不變
答案AC
解析在地球南極附近即為地磁N極，螺線管相當(dāng)于一條形磁鐵，根據(jù)右手螺旋定則判斷出“條形磁鐵”的極性．
6．如圖8所示，
圖8
在條形磁鐵外套有A、B兩個大小不同的圓環(huán)，穿過A環(huán)的磁通量ΦA(chǔ)與穿過B環(huán)的磁通量ΦB相比較()
A．ΦA(chǔ)ΦB
B．ΦA(chǔ)ΦB
C．ΦA(chǔ)＝ΦB
D．不能確定
答案A
解析Φ＝Φ內(nèi)－Φ外，對A、B兩環(huán)Φ內(nèi)相同，而B的Φ外大于A的，所以ΦA(chǔ)ΦB.
7．如圖9所示，
圖9
螺線管中通有電流，如果在圖中的a、b、c三個位置上各放一個小磁針，其中a在螺線管內(nèi)部，則()
A．放在a處的小磁針的N極向左
B．放在b處的小磁針的N極向右
C．放在c處的小磁針的S極向右
D．放在a處的小磁針的N極向右
答案BD
解析
由安培定則，通電螺線管的磁場如右圖所示，右端為N極，左端為S極，在a點(diǎn)磁場方向向右，則小磁針在a點(diǎn)時，N極向右，則A項(xiàng)錯，D項(xiàng)對；在b點(diǎn)磁場方向向右，則磁針在b點(diǎn)時，N極向右，則B項(xiàng)正確；在c點(diǎn)，磁場方向向右，則磁針在c點(diǎn)時，N極向右，S極向左，則C項(xiàng)錯．
二、計(jì)算論述題
8．如圖10所示，
圖10
面積是0.5m2的矩形導(dǎo)線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為20T的勻強(qiáng)磁場中，線圈平面與磁場垂直，如圖中Ⅰ位置，則穿過該線圈的磁通量是多少？若線圈平面與磁場方向夾角為60°，如圖Ⅱ位置，則穿過該線圈的磁通量又是多少？
答案10Wb8.66Wb
解析已知S＝0.5m2，B＝20T
(1)因?yàn)榫€圈平面與磁場垂直，所以
ΦⅠ＝BS＝20×0.5Wb＝10Wb
(2)因?yàn)榫€圈平面與磁場方向夾角為60°，所以
ΦⅡ＝BSsinθ＝20×0.5×sin60°Wb＝8.66Wb.
9．如圖11所示，
圖11
一根通電直導(dǎo)線垂直放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1T水平向右的勻強(qiáng)磁場中，以導(dǎo)線截面的中心為圓心，半徑為r的圓周上有a、b、c、d四點(diǎn)，已知a點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，則b、c、d三點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別是多少？方向如何？
答案Bb＝2T，與水平方向成45°斜向右上
Bc＝2T，方向水平向右
Bd＝2T，與水平方向成45°斜向右下
解析
a、b、c、d各點(diǎn)的磁場均為勻強(qiáng)磁場與電流的磁場的疊加，并且電流在這四點(diǎn)所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度B′大小相等，由于Ba=0，則B′=B=1T，由安培定則可知，導(dǎo)線中電流方向向外，則在b、c、d電流的磁場如右圖所示．
，θ=45°，即Bb與水平方向成45°斜向右上
Bc=B′+B=2T，方向水平向右
，α=45°，即Bd與水平方向成45°斜向右下
10．如圖12所示，
圖12
有一個垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.8T，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O，半徑為1cm.現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放上圓線圈，圓心均在O處，A線圈半徑為1cm,1匝；B線圈半徑為2cm,1匝；C線圈半徑為0.5cm，1匝．問：
(1)在B減為0.4T的過程中，A和B中磁通量各改變多少？
(2)當(dāng)磁場方向轉(zhuǎn)過30°角的過程中，C中的磁通量改變多少？
答案(1)1.256×10－4Wb1.256×10－4Wb
(2)8.4×10－6Wb
解析(1)設(shè)圓形磁場區(qū)域的半徑為R
對線圈AΦ1＝B1πR2，Φ2＝B2πR2
磁通量的改變量：ΔΦ＝|Φ2－Φ1|
＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb
對BΔΦ＝|Φ2－Φ1|
＝(0.8－0.4)×3.14×(10－2)2Wb＝1.256×10－4Wb
(2)對線圈C：設(shè)C線圈的半徑為r
Φ1＝Bπr2sinθ1，Φ2＝Bπr2sinθ2
磁通量的改變量：
ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝Bπr2(sin90°－sin60°)＝8.4×10－6Wb

第4節(jié)磁場對通電導(dǎo)線的作用力
要點(diǎn)一磁場對電流作用探秘
1．磁場對電流作用的研究方法
不管是電流還是磁體，對通電導(dǎo)線的作用都是通過磁場來實(shí)現(xiàn)的，因此必須要清楚導(dǎo)線所在位置的磁場分布情況，然后結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判斷導(dǎo)線的受力情況和將要發(fā)生的運(yùn)動，在實(shí)際操作過程中．往往采用以下幾種方法：
(1)電流元法
把整段導(dǎo)線分為多段直電流元，先用左手定則判斷每段電流元受力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受合力的方向，從而確定導(dǎo)線的運(yùn)動方向．
(2)等效法
環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個環(huán)形電流，反過來等效也成立．
2．判斷安培力的方向應(yīng)注意的問題
在解決有關(guān)磁場對電流的作用問題時，能否正確判斷安培力的方向是解決問題的關(guān)鍵，在判定安培力的方向時要注意以下兩點(diǎn)：
(1)安培力的方向總是既與磁場方向垂直，又與電流方向垂直，也就是說安培力的方向總是垂直于磁場和電流所決定的平面．
(2)在具體判斷安培力的方向時，由于受到靜電力方向判斷方法的影響，有時錯誤地認(rèn)為安培力的方向沿著磁場方向．為避免這種錯誤，同學(xué)們應(yīng)該把靜電力和安培力進(jìn)行比較，搞清力的方向與場的方向關(guān)系及區(qū)別．
具體問題如下表：
靜電力安培力
研究對象點(diǎn)電荷電流元
受力特點(diǎn)正電荷受力方向與電場方向相同，負(fù)電荷相反安培力方向與磁場方向和電流方向都垂直
判斷方法結(jié)合電場線方向和電荷正、負(fù)判斷用左手定則判斷
要點(diǎn)二磁電式電流表
1．均勻輻向磁場
蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布的(如圖3－4－3所示)，不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行．線圈所處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小都相同．
圖3－4－3
2．安培力力矩
當(dāng)電流通過線圈的時候，線圈上跟鐵柱軸線平行的兩邊都受到安培力，這兩個力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動．線圈轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧被扭動，產(chǎn)生一個阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩，其大小隨線圈轉(zhuǎn)動角度的增大而增大．當(dāng)這種阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩增大到同安培力產(chǎn)生的使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動的力矩相平衡時，線圈停止轉(zhuǎn)動．由轉(zhuǎn)動角度即指針對應(yīng)刻度可以確定電流大小，由擺動方向反映電流方向．
3．磁電式電流表的特點(diǎn)
(1)表盤的刻度均勻，θ∝I.
(2)靈敏度高，量程較小，過載能力差．
(3)滿偏電流Ig，內(nèi)阻Rg反映了電流表的最主要特性．

1.“安培定則”和“左手定則”有何區(qū)別和聯(lián)系？
(1)在適用對象上：安培定則研究電流(直流電流、環(huán)形電流、通電螺線管電流)產(chǎn)生磁場時，電流與其產(chǎn)生的磁場的磁感線二者方向的關(guān)系；左手定則研究通電導(dǎo)線(或運(yùn)動電荷)在磁場中受力時，F(xiàn)、I、B三者方向的關(guān)系．
(2)在電流與磁場的關(guān)系上：安培定則中的“磁場”與“電流”密不可分，同時存在、同時消失，“磁場”就是電流的磁效應(yīng)產(chǎn)生的磁場；左手定則中的“磁場”與“電流”可以單獨(dú)存在，“磁場”是外加的磁場，不是通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場．
(3)在因果關(guān)系上：安培定則中的“電流”是因，“磁場”為果，正是有了電流(直流電流、環(huán)形電流、螺線管電流)才出現(xiàn)了由該電流產(chǎn)生的磁場；左手定則中的“磁場”和“電流”都是“因”，磁場對通電導(dǎo)線的作用力是“果”，有因才有果，而此時的兩個“因”對產(chǎn)生磁場對導(dǎo)線的作用力來說缺一不可．
(4)判斷電流方向選取定則的原則：當(dāng)已知磁感線的方向，要判斷產(chǎn)生該磁場的電流方向時，選用安培定則判斷電流的方向；當(dāng)已知導(dǎo)體所受安培力的方向時，用左手定則判斷電流的方向．
2．應(yīng)用公式F＝BIL求安培力大小應(yīng)注意的問題
(1)B與L垂直
圖3－4－4
(2)L是有效長度，如圖3－4－4所示，曲線ACB中如果有電流為I，則其所受安培力垂直AB向左，大小為F＝BIL.
(3)求通電導(dǎo)線平衡問題中所需B的最小值及方向時，先求所需安培力的最小值和方向，再由左手定則及B與I垂直的情況求出所需磁場的大小和方向．因B與I垂直時安培力最大，故由垂直狀態(tài)得出
圖3－4－5
的磁感應(yīng)強(qiáng)度就是最小值．如圖3－4－5所示，若使質(zhì)量為m的通電導(dǎo)體棒在光滑的斜面上保持靜止，所加的磁場方向垂直斜面向上時，B最?。糁灰蟊３朱o止，則B的方向可以有無數(shù)個.
一、安培力方向的判斷
【例1】如圖3－4－6所示，用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線MN，電流I方向從M到N，繩子的拉力均為F.為使F＝0，可能達(dá)到要求的方法是()
圖3－4－6
A．加水平向右的磁場B．加水平向左的磁場
C．加垂直紙面向里的磁場D．加垂直紙面向外的磁場
答案C
解析要使繩子的拉力變?yōu)榱?，加上磁場后，?yīng)使導(dǎo)線所受安培力等于導(dǎo)線的重力，由左手定則可判斷，所加磁場方向應(yīng)垂直紙面向里，導(dǎo)線所受安培力向上．
二、安培力的大小
【例2】一根長為0.2m、電流為2A的通電導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場中，受到磁場力的大小可能是()
A．0.4NB．0.2NC．0.1ND．0
答案BCD
解析據(jù)安培力的定義，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B與通電電流I方向垂直時，磁場力有最大值為F＝BIL＝0.5×2×0.2N＝0.2N．當(dāng)兩方向平行時，磁場力有最小值為0N．隨著二者方向夾角的不同，磁場力大小可能在0.2N與0N之間取值.

1.在圖中，標(biāo)出了磁場的方向、通電直導(dǎo)線中電流I的方向，以及通電直導(dǎo)線所受安培力F的方向，其中正確的是()

答案C
2．關(guān)于磁場對通電直導(dǎo)線的作用力(安培力)，下列說法中正確的是()
A．通電直導(dǎo)線在磁場中一定受到安培力的作用
B．通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟磁場的方向垂直
C．通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟電流的方向垂直
D．通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向垂直于由B和I所確定的平面
答案BCD
3.
圖3－4－7
通電直導(dǎo)線A與圓形通電導(dǎo)線環(huán)B固定放置在同一水平面上，通有如圖3－4－7所示的電流時，通電直導(dǎo)線A受到水平向________的安培力作用．當(dāng)A、B中電流大小保持不變，但同時改變方向時，通電直導(dǎo)線A所受到的安培力方向水平向______．
答案右右
解析由圖可知，直導(dǎo)線A位于導(dǎo)線環(huán)B產(chǎn)生的垂直向里的磁場中，根據(jù)左手定則，可判斷導(dǎo)線A受到的安培力方向向右．當(dāng)A、B中的電流方向改變時，A導(dǎo)線處于導(dǎo)線B產(chǎn)生垂直向外的磁場中，同時導(dǎo)線A的電流方向改變，依據(jù)左手定則可以判定，A受安培力仍水平向右．
4．當(dāng)電流的方向與磁場的方向不垂直時，如何確定安培力的方向？試總結(jié)安培力的方向有何特點(diǎn)？
答案當(dāng)電流方向與磁場方向不垂直時，安培力的方向仍垂直于電流與磁場所決定的平面，仍可用左手定則來判斷安培力的方向，只是磁感線不是垂直進(jìn)入掌心．
安培力的方向總是垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面(即始終垂直于磁場的方向和電流的方向)，但磁場方向與電流方向不一定垂直.
題型一安培力的考查
如圖1所示，
圖1
在同一水平面的兩導(dǎo)軌相互平行，并在豎直向上的磁場中，一根質(zhì)量為3.6kg、有效長度為2m的金屬棒放在導(dǎo)軌上，當(dāng)金屬棒中的電流為5A時，金屬棒做勻速運(yùn)動；當(dāng)金屬棒中的電流增大到8A時，金屬棒能獲得2m/s2的加速度．則磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少？
思維步步高導(dǎo)體棒在磁場中受到幾個力的作用？當(dāng)金屬棒中的電流為5A時，金屬棒做勻速運(yùn)動，可以得到什么結(jié)論？什么力產(chǎn)生了加速度？
解析對金屬棒進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律可得：
當(dāng)金屬棒中的電流為5A時
BI1L－F阻＝0①
當(dāng)金屬棒中的電流為8A時
BI2L－F阻＝ma②
由①②整理方程組可得：
B＝ma(I2－I1)L＝3.6×2(8－5)×2T＝1.2T
答案1.2T
拓展探究如圖2所示，
圖2
原來靜止的圓形線圈通以逆時針方向的電流I.在其直徑AB上靠近B點(diǎn)放置一根垂直于線圈平面的固定不動的長直導(dǎo)線，并通以電流I′，方向如圖所示．在磁場力作用下，圓形線圈將怎樣運(yùn)動？
答案繞直徑AB轉(zhuǎn)動
解析如右圖所示，
先用安培定則確定由I′產(chǎn)生的磁場，在圓環(huán)電流上找出對稱的兩個點(diǎn)M、N，由左手定則，M受安培力方向垂直于紙面向里，N受到的安培力方向垂直于紙面向外，圓形線圈上的其他對稱點(diǎn)受力情況相似，故圓形線圈繞直徑AB轉(zhuǎn)動．
①通電導(dǎo)線在磁場中的受力的大小由電流的大小、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、導(dǎo)線的長度以及導(dǎo)線和磁場方向的夾角幾個方面的因素決定．②通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力的方向用左手定則來進(jìn)行判斷.
題型二安培力作用下的受力平衡
如圖3所示，
圖3
一邊長為h的正方形線圈A，其中電流I大小和方向(逆時針)均保持不變，用兩條長度恒為h的絕緣細(xì)繩靜止懸掛于水平長直導(dǎo)線CD的正下方．當(dāng)導(dǎo)線CD中無電流時，兩細(xì)繩中張力均為FT；當(dāng)通過CD的電流為i時，兩細(xì)繩中張力均降到αFT(0α1)；而當(dāng)CD上的電流為i′時，兩細(xì)繩中張力恰好為零．已知通電長直導(dǎo)線的磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與該點(diǎn)到導(dǎo)線的距離r成反比．由此可知，CD中的電流方向、CD中兩次通入的電流大小之比ii′分別為()
A．電流方向向左
B．電流方向向右
C．電流大小之比ii′＝1＋α
D．電流大小之比ii′＝1－α
思維步步高當(dāng)無電流時，線框受力情況如何？當(dāng)通過電流之后，上下兩條邊受到的安培力的關(guān)系是什么？受到的安培力的大小和CD中電流的大小有什么關(guān)系？怎樣用公式表示這三種情況？
解析當(dāng)無電流時，繩子的拉力等于線圈重力的12，當(dāng)通過電流i時，繩子受力減小說明受到的安培力的方向向上，可判斷CD中的電流方向向左；由于線圈的上邊是下邊距離導(dǎo)線CD的距離的一半，所以受到的力是下邊的二倍，設(shè)下邊受力為F，則F＋2αFT＝mg，當(dāng)通過的電流為i′時，繩子沒有張力，設(shè)此時下邊受力為F′，則此時F′＝mg，整理可得結(jié)論．
答案AD
拓展探究如圖4所示，
圖4
在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L，質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒．當(dāng)導(dǎo)體棒中的電流I垂直紙面向里時，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，可將導(dǎo)體棒置于勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向在紙面內(nèi)由豎直向上逆時針至水平向左的過程中，關(guān)于B的大小的變化，正確的說法是()
A．逐漸增大B．逐漸減小
C．先減小后增大D．先增大后減小
答案C
解析通電導(dǎo)線在斜面上受到重力、支持力和磁場力，當(dāng)磁場方向豎直向上時，導(dǎo)線受到的磁場力方向水平向右．當(dāng)磁場方向水平向左時，磁場力的方向豎直向上，把重力、支持力和磁場力放在一個三角形中進(jìn)行研究，可知磁場力先減小后增大，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度先減小后增大．
通電導(dǎo)線在磁場中的平衡問題的解決方法：①分析通電導(dǎo)線的受力．②分析受到的磁場力的方向和大?。鄹鶕?jù)受力平衡列方程式．④根據(jù)平衡條件找出各個力之間的關(guān)系，求出相關(guān)的物理量.
一、選擇題
1．如圖5所示，
圖5
在勻強(qiáng)磁場B中，一根粗細(xì)均勻的通電導(dǎo)線置于水平桌面上，此時導(dǎo)線對桌面有壓力作用，要使導(dǎo)線對桌面的壓力為零，下列措施中可行的是()
A．增大電流強(qiáng)度B．減小磁感應(yīng)強(qiáng)度
C．使電流反向D．使磁場反向
答案A
2．如圖6所示，
圖6
A為一水平放置的橡膠盤，帶有大量均勻分布的負(fù)電荷，在圓盤正上方水平放置一通電直導(dǎo)線，電流方向如圖中所示，當(dāng)圓盤沿圖中所示方向高速繞中心軸OO′轉(zhuǎn)動時，通電直導(dǎo)線所受磁場力的方向是()
A．豎直向上B．豎直向下
C．水平向里D．水平向外
答案C
解析根據(jù)圓盤帶電性質(zhì)和旋轉(zhuǎn)方向，可知圓盤上方磁場向上，根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線受力水平向里．
3.如下所示的四個圖中，磁感線方向或平行紙面或垂直紙面，平行于紙面的導(dǎo)體ab中通有a→b的電流，當(dāng)將ab導(dǎo)體以a端為軸，從圖示位置逆時針轉(zhuǎn)動90°角(始終在紙面內(nèi))的過程中，通電導(dǎo)體所受安培力方向不發(fā)生變化的是()
答案AB
4．如圖7所示，
圖7
兩個完全相同的線圈套在一水平光滑絕緣圓柱上，但能自由移動，若兩線圈內(nèi)通以大小不等的同向電流，則它們的運(yùn)動情況是()
A．都繞圓柱轉(zhuǎn)動
B．以不等的加速度相向運(yùn)動
C．以相等的加速度相向運(yùn)動
D．以相等的加速度相背運(yùn)動
答案C
解析同向環(huán)形電流間相互吸引，雖然兩電流大小不等，但據(jù)牛頓第三定律知兩線圈間相互作用力必大小相等，所以選C項(xiàng)．
5.
圖8
把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來，使它下端剛好跟杯中的水銀面接觸，并使它組成如圖8所示的電路．當(dāng)開關(guān)S接通后將看到的現(xiàn)象是()
A．彈簧向上收縮
B．彈簧被拉長
C．彈簧上下跳動
D．彈簧仍靜止不動
答案C
解析當(dāng)彈簧在重力作用下與液面接觸后構(gòu)成回路，開關(guān)S接通螺線管每一環(huán)中電流方向同向，相互吸引而收縮，收縮后電路斷路，彈簧恢復(fù)原長，電路又重新接通，如此往復(fù)．
6．如圖9中①②③所示，在勻強(qiáng)磁場中，有三個通電線圈處于如下圖中所示的位置，則()
圖9
A．三個線圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動
B．只有②中的線圈可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動
C．只有①②中的線圈可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動
D．只有②③中的線圈可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動
答案B
解析①線圈中導(dǎo)線受力在水平方向；②線圈中導(dǎo)線受一轉(zhuǎn)動力矩；③線圈中導(dǎo)線不受力．
7．如圖10甲所示是磁電式電表的結(jié)構(gòu)圖，圖乙是磁極間的磁場分布圖，以下選項(xiàng)中正確的是()
圖10
①指針穩(wěn)定后，線圈受到螺旋彈簧的力矩與線圈受到的磁力矩方向是相反的
②通電線圈中的電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大
③在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，各處的磁場都是勻強(qiáng)磁場
④在線圈轉(zhuǎn)動的范圍內(nèi)，線圈所受磁力矩與電流有關(guān)，而與所處位置無關(guān)
A．①②B．③④
C．①②④D．①②③④
答案C
解析當(dāng)阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩增大到與安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動的力矩平衡時，線圈停止轉(zhuǎn)動，即兩力矩大小相等、方向相反，故①正確．磁電式電流表蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的，不管線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行，均勻輻向分布的磁場特點(diǎn)是大小相等、方向不同，故③錯，④正確．電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，故②正確，故C正確．
二、計(jì)算論述題
8.
圖11
在傾角為α的光滑斜面上，置一通有電流I，長為L，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如圖11所示，試問：
(1)欲使棒靜止在斜面上，外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值和方向．
(2)欲使棒靜止在斜面上且對斜面無壓力，外加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向．
答案(1)mgsinαIL垂直斜面向上(2)mgIL水平向左
解析(1)棒在斜面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，故受力平衡．棒共受三個力作用：重力大小為mg，方向豎直向下；彈力垂直于斜面，大小隨磁場力的變化而變化；磁場力始終與磁場方向及電流方向垂直，大小隨磁場方向不同而改變，但由平衡條件知：斜面彈力與磁場力的合力必與重力mg等大反向，故當(dāng)磁場力方向與彈力方向垂直即沿斜面向上時，安培力最小Fmin＝mgsinα，所以B＝mgsinαIL，由左手定則知：B的方向應(yīng)垂直于斜面向上．
(2)棒靜止在斜面上，又對斜面無壓力，則棒只受兩個力作用，即豎直向下的重力mg和磁場力F，由平衡條件知F＝mg，且磁場力F豎直向上，所以BIL＝mg，故B＝mgIL，由左手定則知B的方向水平向左．

9．如圖12所示，
圖12
導(dǎo)軌間的距離L＝0.5m，B＝2T，ab棒的質(zhì)量m＝1kg，物塊重G＝3N，ab棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，電源的電動勢E＝10V，r＝0.1Ω，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，ab棒電阻也不計(jì)，問R的取值范圍怎樣時棒處于靜止?fàn)顟B(tài)？(g取10m/s2)
答案1.9Ω≤R≤9.9Ω
解析依據(jù)物體平衡條件可得：
恰不右滑時：G－μmg－BLI1＝0①
恰不左滑時：G＋μmg－BLI2＝0②
依據(jù)全電路歐姆定律可得：
E＝I1(R1＋r)③
E＝I2(R2＋r)④
聯(lián)立①③得：R1＝BLEG－mgμ－r＝9.9Ω
聯(lián)立②④得：R2＝BLEG＋mgμ－r＝1.9Ω
所以R的取值范圍為：1.9Ω≤R≤9.9Ω
10．如圖13是導(dǎo)軌式電磁炮實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．兩根平行長直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，其間安放金屬滑塊(即實(shí)驗(yàn)用彈丸)，滑塊可沿導(dǎo)軌無摩擦滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸．電源提供的強(qiáng)大電流從一根導(dǎo)軌流入，經(jīng)過滑塊，再從另一導(dǎo)軌流回電源，滑塊被導(dǎo)軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射．在發(fā)射過程中，該磁場在滑塊所在位置始終可以簡化為勻強(qiáng)磁場，方向垂直于紙面，其強(qiáng)度與電流的關(guān)系為B＝kI，比例常量k＝2.5×10－6T/A.
已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距l(xiāng)＝1.5cm，滑塊的質(zhì)量m＝30g，滑塊沿導(dǎo)軌滑行x＝5m后獲得的發(fā)射速度v＝3.0km/s(此過程視為勻加速運(yùn)動)．
圖13
(1)求發(fā)射過程中電源提供的電流是多大？
(2)若電源輸出的能量有4%轉(zhuǎn)換為滑塊的動能，則發(fā)射過程中電源的輸出功率和輸出電壓各是多大？
答案(1)8.5×105A(2)1.0×109W1.2×103V
解析(1)由勻加速運(yùn)動公式有
a＝v22x＝9×105m/s2
由安培力公式和牛頓第二定律，有
F＝IlB＝kI2l＝ma
因此I＝makl＝8.5×105A
(2)滑塊獲得的動能是電源輸出能量的4%，即
PΔt×4%＝12mv2
發(fā)射過程中電源供電時間Δt＝va＝13×10－2s
所需的電源輸出功率為P＝12mv2Δt×4%＝1.0×109W
由功率P＝UI，解得輸出電壓U＝PI＝1.2×103V