導體的電阻教案高中
發(fā)表時間：2021-03-01導體對電阻的阻礙作用。
俗話說，居安思危，思則有備，有備無患。高中教師要準備好教案，這是每個高中教師都不可缺少的。教案可以讓上課時的教學氛圍非?；钴S，讓高中教師能夠快速的解決各種教學問題。我們要如何寫好一份值得稱贊的高中教案呢？以下是小編為大家收集的“導體對電阻的阻礙作用”供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。
教學
目標
1知道電阻是表示導體對電流阻礙作用大小的物理量。
2知道電阻的單位，能進行電阻的不同單位之間的變換。
3理解電阻的大小決定于導體的材料、長度、橫截面積和溫度，能根據(jù)決定電阻大小的因素判斷比較不同導體電阻的大小。
重點
理解電阻是對電流阻礙作用大小
難點
理解決定電阻大小的因
素
教具
演示
兩節(jié)干電池，學生電流表一只，電阻定律演示器一套，接線板一塊,開關一個，小燈泡一只，導線若干條。
教學過程
片段講解
教學過程設計
一．復習JAb88.COm
電流表的使用規(guī)則？
二．引入新課。
我們常見的導線是用什么材料做成的呢？為什么多數(shù)用銅或鋁，而不用鐵呢？我們學習了這節(jié)內容就知道其中的道理了。
三．新課講授。
演示實驗1：圖7-1
提問：電壓相同，通過AB和CD的電流不相同，為什么？
1．電阻是表示導體對電流阻礙作用的大小，符號是“R”。
電阻是導體本身的一種性質。
2．電阻的單位：
國際單位：歐姆，簡稱：歐（Ω）。
常用單位：兆歐（MΩ），千歐（kΩ）。
1Ω的含義：當導體兩端電壓為1V，通過的電流為1A，這段導體的電阻為1Ω
3．介紹常見的小燈泡、白熾燈燈絲的電阻、定值電阻。
4．決定電阻大小的因素：
演示實驗2：導體的電阻與長度的關系
演示實驗3：導體的電阻與橫截面積的關系
4：導體的電阻還與溫度的關系
結論：
（1）導體的電阻是導體本身的一種性質，它的大小決定于導體的材料、長度和橫截面積。
（2）對大多數(shù)導體來說，溫度越高，電阻越大。（少數(shù)導體如碳例外）
5．介紹電阻率的意義。
閱表P92，用途：電阻率越小，導電性能越好（選擇材料）。
6．想想議議。
7．小結
8．練習
9．作業(yè)
前面我們知道到了電阻是表示導體對電流阻礙作用的大小，是導體本身的一種性質．所以任何一個導體都有電阻，只是大小不同而已．現(xiàn)在我們來研究決定電阻大小的因素．
我們是通過小燈泡的亮暗及電流表指針偏轉角度（電壓一定）來辨別通過電路中的電流大小從而得知電流受阻的程度．
演示實驗1知道，長度﹑橫截面積都相同的不同材料的電阻不同．
（1）．電阻的大小跟材料有關．
演示實驗2知道，由同種材料做成的橫截面積相同的導體，長度越長的電阻越大．
（2）導體的電阻與長度有關．
演示實驗3長度相同的鎳鉻合金線,較細的通過的電流小,對電流的阻礙在所以電阻就大..
(3)導體的電阻與橫截面積有關
(4)導體的電阻還與溫度有關.
總結:
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探究電阻、電感和電容的作用
經(jīng)驗告訴我們，成功是留給有準備的人。作為教師就要精心準備好合適的教案。教案可以讓學生能夠在課堂積極的參與互動，幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學目標。教案的內容具體要怎樣寫呢？小編收集并整理了“探究電阻、電感和電容的作用”，歡迎閱讀，希望您能夠喜歡并分享！
2.3探究電阻、電感和電容的作用
三維教學目標
1、知識與技能
（1）理解為什么電感對交變電流有阻礙作用；
（2）知道用感抗來表示電感對交變電流阻礙作用的大小，知道感抗與哪些因素有關；
（3）知道交變電流能通過電容器。知道為什么電容器對交變電流有阻礙作用；
（4）知道用容抗來表示電容對交變電流的阻礙作用的大小。知道容抗與哪些因素有關。
2、過程與方法
（1）培養(yǎng)學生獨立思考的思維習慣；
（2）培養(yǎng)學生用學過的知識去理解、分析新問題的習慣。
3、情感、態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學生有志于把所學的物理知識應用到實際中去的學習習慣。
教學重點：電感、電容對交變電流的阻礙作用。感抗、容抗的物理意義。
教學難點：感抗的概念及影響感抗大小的因素。容抗概念及影響容抗大小的因素。
教學方法：實驗法、閱讀法、講解法。
教學手段：雙刀雙擲開關、學生用低壓交直流電源、燈泡（6V、0.3A）、線圈（用變壓器的副線圈）、電容器（“103μF、15V”與“200μF、15V”）2個、兩個扼流圈、投影片、投影儀。
（一）引入新課
在直流電路中，影響電流跟電壓關系的只有電阻。在交變電流路中，影響電流跟電壓關系的，除了電阻外，還有電感和電容。電阻器、電感器、電容器是交變電流路中三種基本元件。這節(jié)課我們學習電感、電容對交變電流的影響。
（二）進行新課
1、電感對交變電流的阻礙作用
演示：電阻、電感對交、直流的影響。實驗電路如下圖甲、乙所示：
演示甲圖，電鍵分別接到交、直流電源上，引導學生觀察兩次燈的亮度（燈的亮度相同。說明電阻對交流和直流的阻礙作用相同。）
演示乙圖，電鍵分別接到交、直流電源上，引導學生觀察兩次燈的亮度（電鍵接到直流上，亮度不變；接到交流上時，燈泡亮度變暗。說明線圈對直流電和交變電流的阻礙作用不同。）
線圈對直流電的阻礙作用只是電阻；而對交變電流的阻礙作用除了電阻之外，還有電感。
問題1：為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？
答：由電磁感應的知識可知，當線圈中通過交變電流時，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的變化。
問題2：電感對交變電流阻礙作用的大小，用感抗來表示。感抗的大小與哪些因素有關？請同學們閱讀教材后回答。
答：感抗決定于線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率。線圈的自感系數(shù)越大，自感作用就越大，感抗就越大；交變電流的頻率越高，電流變化越快，自感作用越大，感抗越大。
線圈在電子技術中有廣泛應用，有兩種扼流圈就是利用電感對交變電流的阻礙作用制成的。出示扼流圈，并介紹其構造和作用。
（1）低頻扼流圈
構造：線圈繞在閉合鐵芯上，匝數(shù)多，自感系數(shù)很大。
作用：對低頻交變電流有很大的阻礙作用。即“通直流、阻交流”。
（2）高頻扼流圈
構造：線圈繞在鐵氧體芯上，線圈匝數(shù)少，自感系數(shù)小。
作用：對低頻交變電流阻礙小，對高頻交變電流阻礙大。即“通低頻、阻高頻”。
2、交變電流能夠通過電容器
演示：電容對交、直流的影響。實驗電路如圖所示：
開關S分別接到直流電源和交變電流源上，觀察現(xiàn)象（接通直流電源，燈泡不亮；接通交變電流源，燈泡亮了說明了直流電不能夠通過電容器，交變電流能夠“通過”電容器。）
電容器的兩極板間是絕緣介質，為什么交變電流能夠通過呢？用CAI課件展示電容器接到交變電流源上，充、放電的動態(tài)過程。強調自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質，只是當電源電壓升高時電容器充電，電荷向電容器的極板上集聚，形成充電電流；當電源電壓降低時電容器放電，電荷從電容器的極板上放出，形成放電電流。電容器交替進行充電和放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流通過了電容器。
3、電容器對交變電流的阻礙作用
演示：電容器對交變電流的影響：將剛才實驗電路中“1000μF，15V”的電容器去掉，觀察燈泡的亮度，說明了什么道理？
答：燈泡的亮度變亮了。說明電容器對交變電流也有阻礙作用。（的確是這樣。物理上用容抗來表示電容器對交變電流阻礙作用的大小。）
問題2：容抗跟哪些因素有關呢？請同學們閱讀教材后回答。
答：容抗決定于電容器電容的大小和交變電流的頻率。電容越大，在同樣電壓下電容器容納電荷越多，因此充放電的電流越大，容抗就越??；交變電流的頻率越高，充放電進行得越快，充放電電流越大，容抗越小。即電容器的電容越大，交變電流頻率越高，容抗越小。
電容器具有“通交流、隔直流”“通高頻、阻低頻”的特點。
4、課堂總結、點評
本節(jié)課主要學習了以下幾個問題：
1、由于電感線圈中通過交變電流時產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流變化，對交變電流有阻礙作用。電感對交變電流阻礙作用大小用感抗來表示。線圈自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，感抗越大，即線圈有“通直流、阻交流”或“通低頻，阻高頻”特征。
2、交變電流“通過”電容器過程，就是電容器充放電過程。由于電容器極板上積累電荷反抗自由電荷做定向移動，電容器對交變電流有阻礙作用。用容抗表示阻礙作用的大小。電容器的電容越大，交流的頻率越高，容抗越小。故電容器在電路中有“通交流、隔直流”或“通高頻、阻低頻”特征。
5、實例探究
電感對交變電流的影響
【例1】如圖所示電路中，L為電感線圈，R為燈泡，電流表內阻為零。電壓表內阻無限大，交流電源的電壓u=220sin10πtV。若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為25Hz，下列說法中正確的是（）
1.電流表示數(shù)增大B.電壓表示數(shù)減小C.燈泡變暗D.燈泡變亮
電感和電容對交變電流的影響
例2、圖所示是電視機電源部分的濾波裝置，當輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后，能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，試分析其工作原理及各電容和電感的作用。
]
6、鞏固練習
1、關于低頻扼流圈，下列說法正確的是
A.這種線圈的自感系數(shù)很小，對直流有很大的阻礙作用B.這種線圈的自感系數(shù)很大，對低頻電流有很大的阻礙作用
C.這種線圈的自感系數(shù)很大，對高頻交流的阻礙作用比低頻交流的阻礙作用更大
D.這種線圈的自感系數(shù)很小，對高頻交流的阻礙作用很大而對低頻交流的阻礙作用很小
2、在圖所示電路中，u是有效值為200V的交流電源，C是電容器，R是電阻。關于交流電壓表的示數(shù)，下列說法正確的是（）
A.等于220VB.大于220VC.小于220VD.等于零
3、在圖所示的電路中，a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低頻交流；L是一個25mH的高頻扼流圈，C是一個100pF的電容器，R是負載電阻，下列說法中正確的是（）
A.L的作用是“通低頻，阻高頻”B.C的作用是“通交流，隔直流”
C.C的作用是“通高頻，阻低頻”D.通過R的電流中，低頻電流所占的百分比遠遠大于高頻交流所占的百分比
磁場對運動電荷的作用
磁場對運動電荷的作用
教學目標
知識目標
1．知道什么是洛侖茲力，知道電荷運動方向與磁場方向平行時，電荷受到的洛侖茲力等于零；電荷運動方向與磁場方向垂直時，電荷受到的洛侖茲力最大。
2．會用左手定則熟練地判定洛侖茲力方向．
能力目標
由通電電流所受安培力推導出帶電粒子受磁場作用的洛侖茲力的過程，培養(yǎng)學生的遷移能力．
情感目標
通過本節(jié)教學，培養(yǎng)學生科學研究的方法論思想：即“推理──假設──實驗驗證”．
教材分析
本節(jié)的重點是洛倫滋力的大小和它的方向，在引導學生由安培力的概念得出洛倫滋力的概念后，讓學生深入理解洛倫滋力，學習用左手定則判斷洛倫滋力的方向，注意強調：磁場對運動電荷有作用力，磁場對靜止電荷卻沒有作用力．
教法建議
在教學中需要注意教師與學生的互動性，教師先復習導入，通過實驗驗證洛侖茲力的存在，然后啟發(fā)指導學生自己推導公式．理解洛侖茲力方向的判定方向，注意與點電荷所受電場大小、方向的區(qū)別．具體的建議是：
1．教師通過演示實驗法引入，復習提問法導出公式，類比電場辦法掌握公式的應用．
2．學生認真觀察實驗、思考原因，在教師指導下自己推導，類比理解掌握公式．
--方案磁場對運動電荷作用
一素質教育目標
（一）知識教學點
1．知道什么是洛侖茲力，知道電荷運動方向與磁場方向平行時，電荷受到的洛侖茲力等于零；電荷運動方向與磁場方向垂直時，電荷受到的洛侖茲力最大，
2．會用左手定則熟練地判定洛侖茲力方向．
（二）能力訓練點
由通電電流所受安培力推導出帶電粒子受磁場作用的洛侖茲力的過程，培養(yǎng)學生的遷移能力．
（三）德育滲透點
通過本節(jié)教學，培養(yǎng)學生進行“推理──假設──實驗驗證”的科學研究的方法論教育．
（四）美育滲透點
注意營造師生感情平等交流的氛圍，用優(yōu)美的語音感染學生．在平等自由的審美情境中，使師生的感情達到共鳴，從而培養(yǎng)學生的審美情感．
二學法引導
1．教師通過演示實驗法引入，復習提問法導出公式，類比電場辦法掌握公式的應用。
2．學生認真觀察實驗、思考原因，在教師指導下自己推導，類比理解掌握公式。
三重點、難點、疑點及解決辦法
1．重點
洛侖茲力的大小和它的方向。
2．難點
用左手定則判斷洛侖茲力的方向。
3．疑點
磁場對運動電荷有作用力，磁場對靜止電荷卻沒有作用力。
4．解決辦法
引導和啟發(fā)學生由安培力的概念得出洛侖茲力的概念，使學生深入理解洛侖茲力的大小和方向。
四課時安排
1課時
五教具學具準備
陰極射線發(fā)射器，蹄形磁鐵。
六師生互動活動設計
教師先復習導入，通過實驗驗證洛侖茲力的存在，然后啟發(fā)指導學生自己推導公式。理解洛侖茲力方向的判定方向，注意與點電荷所受電場大小、方向的區(qū)別。
七教學步驟
（一）明確目標
（略）
（二）整體感知
本節(jié)教學講述磁場對運動電荷的作用力，首先通過演示實驗表明磁場對運動電荷有作用力，然后由通電導線受磁場力推導出洛侖茲力的大小和方向，重點掌握洛侖茲力的概念。
（三）重點、難點的學習與目標完成過程
1．理論探索
前面我們學習了磁場對通電導線有力的作用，若導線無電流，安培力為零。由此我們就會想到：磁場對通電導線的安培力可能是作用在大量運動電荷上的力的宏觀表現(xiàn)，也就是說磁場對運動電荷可能有力的作用。
2．實驗驗證
從演示實驗中可以觀察到：陰極射線（電子流）在磁場中發(fā)生偏轉，即實驗證明了磁場對運動電荷有力的作用，這一力稱為洛侖茲力．
3．洛侖茲力的方向
根據(jù)左手定則確定安培力方向的辦法，遷移到用左手定則判定洛侖茲力的方向，特別要注意四指應指向正電荷的運動方向；若為負電荷，則四指指向運動的反方向，帶電粒子在磁場中運動過程中，洛侖茲力方向始終與運動方向垂直．請同學們思考，洛侖茲力會改變帶電粒子速度大小嗎？討論：洛侖茲力對帶電粒子是否做功？
4．洛侖茲力的大小
根據(jù)通電導線所受安培力的大小，結合導體中電流的微觀表達式，讓學生推導出：當帶電粒子垂直于磁場的方向上運動時所受洛侖茲力大小，當帶電粒子平行磁場方向運動時，不受洛侖茲力．帶電粒子在磁場中運動所受的洛侖茲力的大小和方向都與其運動狀態(tài)有關．
運動電荷在磁場中受洛侖茲力作用，運動狀態(tài)會發(fā)生變化，其運動方向會發(fā)生偏轉．高能的宇宙射線的大部分不能射到地球上，就是地磁場對射線中的帶電粒子的洛侖茲力改變了其運動方向，對地球上的生物起著保護作用．
（四）思維、擴展
本節(jié)課我們學習了洛侖茲力的概念．我們知道帶電粒子平行磁場運動或靜止時，都不受磁場力的作用，帶電粒子垂直磁場運動時，所受洛侖茲力的大小，方向和磁場方向、運動方向互相街．可用左手定則判斷（舉例練習用左手定則判斷洛侖茲力的方向．）
如果粒子運動方向不與磁場方向垂直時，同學們可根據(jù)今天所學內容推導出它受的洛侖茲力大小和方向嗎？
八布置作業(yè)
九板書設計
四磁場對運動電荷的作用
一磁場對運動電荷的作用力──洛侖茲力
二洛侖茲力的方向──左手定則
三洛侖茲力的大小
1．若∥或
2．若⊥，
四洛侖茲力的特點
1．洛侖茲力對運動電荷不做功，不會改變電荷運動的速率．
2．洛侖茲力的大小和方向都與帶電粒子運動狀態(tài)有關．
探究磁場對電流的作用
經(jīng)驗告訴我們，成功是留給有準備的人。作為高中教師準備好教案是必不可少的一步。教案可以讓上課時的教學氛圍非?；钴S，有效的提高課堂的教學效率。你知道怎么寫具體的高中教案內容嗎？小編經(jīng)過搜集和處理，為您提供探究磁場對電流的作用，相信能對大家有所幫助。
第1節(jié)探究磁場對電流的作用課前預習
一、安培力
1．磁場對通電導線的作用力叫做___○1____．
2.大小：（1）當導線與勻強磁場方向________○2_____時，安培力最大為F=_____○3_____.
（2）當導線與勻強磁場方向_____○4________時，安培力最小為F=____○5______.
(3)當導線與勻強磁場方向斜交時，所受安培力介于___○6___和__○7______之間。
3．方向：左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指__○8____，并且都跟手掌在___○9___，把手放入磁場中，讓磁感線___○10____，并使伸開的四指指向_○11___的方向，那么，拇指所指的方向，就是通電導線在磁場中的__○12___方向．
二、磁電式電流表
1.磁電式電流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____構成.
2．蹄形磁鐵的磁場的方向總是沿著徑向均勻地分布的，在距軸線等距離處的磁感應強度的大小總是相等的，這樣不管線圈轉到什么位置，線圈平面總是跟它所在位置的磁感線平行，I與指針偏角θ成正比，I越大指針偏角越大，因而電流表可以量出電流I的大小，且刻度是均勻的，當線圈中的電流方向改變時，安培力的方向隨著改變，指針偏轉方向也隨著改變，又可知道被測電流的方向。
3、磁電式儀表的優(yōu)點是____○18________,可以測很弱的電流，缺點是繞制線圈的導線很細，允許通過的電流很弱。
課前預習答案
○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一個平面內○10垂直穿入手心○11電流○12受力○13蹄形磁鐵○14鐵芯○15繞在線框上的線圈○16螺旋彈簧○17指針○18靈敏度高
重難點解讀
一、對安培力的認識
1、安培力的性質：
安培力是磁場對電流的作用力，是一種性質力。
2、安培力的作用點：
安培力是導體中通有電流而受到的力，與導體的中心位置無關，因此安培力的作用點在導體的幾何中心上，這是因為電流始終流過導體的所有部分。
3、安培力的方向：
（1）安培力方向用左手定則判定：伸開左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一個平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流方向，那么大拇指所指的方向就是通電導體在磁場中的受力方向。
（2）F、B、I三者間方向關系：已知B、I的方向（B、I不平行時），可用左手定則確定F的唯一方向：F⊥B，F(xiàn)⊥I，則F垂直于B和I所構成的平面（如圖所示），但已知F和B的方向，不能唯一確定I的方向。由于I可在圖中平面α內與B成任意不為零的夾角。同理，已知F和I的方向也不能唯一確定B的方向。
（3）用“同向電流相吸，反向電流相斥”（反映了磁現(xiàn)象的電本質）。只要兩導線不是互相垂直的，都可以用“同向電流相吸，反向電流相斥”判定相互作用的磁場力的方向；當兩導線互相垂直時，用左手定則判定。
4、安培力的大小：
（1）安培力的計算公式：F＝BILsinθ，θ為磁場B與直導體L之間的夾角。
（2）當θ＝90°時，導體與磁場垂直，安培力最大Fm＝BIL；當θ＝0°時，導體與磁場平行，安培力為零。
（3）F＝BILsinθ要求L上各點處磁感應強度相等，故該公式一般只適用于勻強磁場。
（4）安培力大小的特點：①不僅與B、I、L有關，還與放置方式θ有關。②L是有效長度，不一定是導線的實際長度。彎曲導線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度，所以任意形狀的閉合線圈的有效長度L=0
二、通電導線或線圈在安培力作用下的運動判斷方法
（1）電流元分析法：把整段電流等效為多段很小的直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力方向，最后確定運動方向.
（2）特殊位置分析法：把通電導體轉到一個便于分析的特殊位置后判斷其安培力方向，從而確定運動方向.
（3）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。
（4）轉換研究對象法：因為電流之間，電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律，這樣，定性分析磁體在力的作用下如何運動的問題，可先分析電流在磁場中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，再確定磁體所受作用力，從而確定磁體所受合力及運動方向.
典題精講
題型一、安培力的方向
例1、電視機顯象管的偏轉線圈示意圖如右，即時電流方向如圖所示。該時刻由里向外射出的電子流將向哪個方向偏轉？
解：畫出偏轉線圈內側的電流，是左半線圈靠電子流的一側為向里，右半線圈靠電子流的一側為向外。電子流的等效電流方向是向里的，根據(jù)“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”，可判定電子流向左偏轉。（本題用其它方法判斷也行，但不如這個方法簡潔）。
答案：向左偏轉
規(guī)律總結：安培力方向的判定方法：
（1）用左手定則。
（2）用“同性相斥，異性相吸”（只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線管外部時）。
（3）用“同向電流相吸，反向電流相斥”（反映了磁現(xiàn)象的電本質）?？梢园褩l形磁鐵等效為長直螺線管（不要把長直螺線管等效為條形磁鐵）。
題型二、安培力的大小
例2、如圖，一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向（垂直于紙面向里）垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L，且。流經(jīng)導線的電流為I，方向如圖中箭頭所示。導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力
A.方向沿紙面向上，大小為
B.方向沿紙面向上，大小為
C.方向沿紙面向下，大小為
D.方向沿紙面向下，大小為
解析：該導線可以用a和d之間的直導線長為來等效代替,根據(jù),可知大小為,方向根據(jù)左手定則.A正確。
答案：A
規(guī)律總結：應用F=BILsinθ來計算時，F(xiàn)不僅與B、I、L有關，還與放置方式θ有關。L是有效長度，不一定是導線的實際長度。彎曲導線的有效長度L等于兩端點所連直線的長度，所以任意形狀的閉合線圈的有效長度L=0
題型三、通電導線或線圈在安培力作用下的運動
例3、如圖11-2-4條形磁鐵放在粗糙水平面上，正中的正上方有一導線，通有圖示方向的電流后，磁鐵對水平面的壓力將會＿＿(增大、減小還是不變？)水平面對磁鐵的摩擦力大小為＿＿。
解析：本題有多種分析方法。⑴畫出通電導線中電流的磁場中通過兩極的那條磁感線（如圖中粗虛線所示），可看出兩極受的磁場力的合力豎直向上。磁鐵對水平面的壓力減小，但不受摩擦力。⑵畫出條形磁鐵的磁感線中通過通電導線的那一條（如圖中細虛線所示），可看出導線受到的安培力豎直向下，因此條形磁鐵受的反作用力豎直向上。⑶把條形磁鐵等效為通電螺線管，上方的電流是向里的，與通電導線中的電流是同向電流，所以互相吸引。
答案：減小零
規(guī)律總結：分析通電導線或線圈在安培力作用下的運動常用方法：（1）電流元分析法，（2）特殊位置分析法，（3）等效法，（4）轉換研究對象法
題型四、安培力作用下的導體的平衡問題
例4、水平面上有電阻不計的U形導軌NMPQ，它們之間的寬度為L，M和P之間接入電動勢為E的電源(不計內阻)．現(xiàn)垂直于導軌擱一根質量為m，電阻為R的金屬棒ab，并加一個范圍較大的勻強磁場，磁感應強度大小為B，方向與水平面夾角為θ且指向右斜上方，如圖8－1－32所示，問：
(1)當ab棒靜止時，受到的支持力和摩擦力各為多少？
(2)若B的大小和方向均能改變，則要使ab棒所受支持力為零，B的大小至少為多少？此時B的方向如何？
解析：從b向a看側視圖如圖所示．
(1)水平方向：F＝FAsinθ①
豎直方向：FN＋FAcosθ＝mg②
又FA＝BIL＝BERL③
聯(lián)立①②③得：FN＝mg－BLEcosθR，F(xiàn)＝BLEsinθR.
(2)使ab棒受支持力為零，且讓磁場最小，可知安培力豎直向上．則有FA＝mg
Bmin＝mgREL，根據(jù)左手定則判定磁場方向水平向右．
答案：(1)mg－BLEcosθRBLEsinθR(2)mgREL方向水平向右
規(guī)律總結：對于這類問題的求解思路：
（1）若是立體圖，則必須先將立體圖轉化為平面圖
（2）對物體受力分析，要注意安培力方向的確定
（3）根據(jù)平衡條件或物體的運動狀態(tài)列出方程
（4）解方程求解并驗證結果
鞏固拓展
1.如圖，長為的直導線拆成邊長相等，夾角為的形，并置于與其所在平面相垂直的勻強磁場中，磁感應強度為，當在該導線中通以電流強度為的電流時，該形通電導線受到的安培力大小為
（A）0（B）0.5（C）（D）
答案：C
解析：導線有效長度為2lsin30°=l，所以該V形通電導線收到的安培力大小為。選C。
本題考查安培力大小的計算。
2．．一段長0.2m，通過2.5A電流的直導線，關于在磁感應強度為B的勻強磁場中所受安培力F的情況，正確的是()
A．如果B＝2T，F(xiàn)一定是1N
B．如果F＝0，B也一定為零
C．如果B＝4T，F(xiàn)有可能是1N
D．如果F有最大值時，通電導線一定與B平行
答案：C
解析：當導線與磁場方向垂直放置時，F(xiàn)＝BIL，力最大，當導線與磁場方向平行放置時，F(xiàn)＝0，當導線與磁場方向成任意其他角度放置時，0FBIL，A、D兩項不正確，C項正確；磁感應強度是磁場本身的性質，與受力F無關，B不正確．
3.首先對電磁作用力進行研究的是法國科學家安培．如圖所示的裝置，可以探究影響安培力大小的因素，實驗中如果想增大導體棒AB擺動的幅度，可能的操作是()
A．把磁鐵的N極和S極換過來
B．減小通過導體棒的電流強度I
C．把接入電路的導線從②、③兩條換成①、④兩條
D．更換磁性較小的磁鐵
答案：C
解析：安培力的大小與磁場強弱成正比，與電流強度成正比，與導線的長度成正比，C正確．
4.一條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠S極一側吊掛一根與它垂直的導電棒，圖中只畫出此棒的截面圖，并標出此棒中的電流是流向紙內的，在通電的一瞬間可能產(chǎn)生的情況是()
A．磁鐵對桌面的壓力減小
B．磁鐵對桌面的壓力增大
C．磁鐵受到向右的摩擦力
D．磁鐵受到向左的摩擦力
答案：AD
解析：如右圖所示．對導體棒，通電后，由左手定則，導體棒受到斜向左下方的安培力，由牛頓第三定律可得，磁鐵受到導體棒的作用力應斜向右上方，所以在通電的一瞬時，磁鐵對桌面的壓力減小，磁鐵受到向左的摩擦力，因此A、D正確．
5．.質量為m的通電細桿ab置于傾角為θ的平行導軌上，導軌寬度為d，桿ab與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ.有電流時ab恰好在導軌上靜止，如圖右所示.，下圖是沿b→a方向觀察時的四個平面圖，標出了四種不同的勻強磁場方向，其中桿與導軌間摩擦力可能為零的是
A.①②B.③④C.①③D.②④?
答案：A?
解析：①中通電導體桿受到水平向右的安培力，細桿所受的摩擦力可能為零.②中導電細桿受到豎直向上的安培力，摩擦力可能為零.③中導電細桿受到豎直向下的安培力，摩擦力不可能為零.④中導電細桿受到水平向左的安培力，摩擦力不可能為零.故①②正確，選A.
6．如圖所示，兩根無限長的平行導線a和b水平放置，兩導線中通以方向相反、大小不等的恒定電流，且IaIb.當加一個垂直于a、b所在平面的勻強磁場B時；導線a恰好不再受安培力的作用．則與加磁場B以前相比較()
A．b也恰好不再受安培力的作用
B．b受的安培力小于原來安培力的2倍，方向豎直向上
C．b受的安培力等于原來安培力的2倍，方向豎直向下
D．b受的安培力小于原來安培力的大小，方向豎直向下
答案：D
解析：當a不受安培力時，Ib產(chǎn)生的磁場與所加磁場在a處疊加后的磁感應強度為零，此時判斷所加磁場垂直紙面向外，因IaIb，所以在b處疊加后的磁場垂直紙面向里，b受安培力向下，且比原來?。蔬x項D正確．
7．如圖所示，在絕緣的水平面上等間距固定著三根相互平行的通電直導線a、b和c，各導線中的電流大小相同，其中a、c導線中的電流方向垂直紙面向外，b導線電流方向垂直紙面向內．每根導線都受到另外兩根導線對它的安培力作用，則關于每根導線所受安培力的合力，以下說法中正確的是()
A．導線a所受合力方向水平向右
B．導線c所受合力方向水平向右
C．導線c所受合力方向水平向左
D．導線b所受合力方向水平向左
答案：B
解析：首先用安培定則判定導線所在處的磁場方向，要注意是合磁場的方向，然后用左手定則判定導線的受力方向．可以確定B是正確的．
8．如圖所示，在空間有三根相同的導線，相互間的距離相等，各通以大小和方向都相同的電流.除了相互作用的磁場力外，其他作用力都可忽略，則它們的運動情況是______.?
答案：兩兩相互吸引,相聚到三角形的中心
解析：根據(jù)通電直導線周圍磁場的特點，由安培定則可判斷出，它們之間存在吸引力.
9．如圖所示，長為L、質量為m的兩導體棒a、b,a被置在光滑斜面上，b固定在距a為x距離的同一水平面處，且a、b水平平行，設θ＝45°，ａ、b均通以大小為I的同向平行電流時，a恰能在斜面上保持靜止.則b的電流在a處所產(chǎn)生的磁場的磁感應強度B的大小為.?
答案：
解析：由安培定則和左手定則可判知導體棒a的受力如圖，由力的平衡得方程：?
mgsin45°=Fcos45°，即?
mg=F=BIL可得B＝.?
10．一勁度系數(shù)為k的輕質彈簧，下端掛有一匝數(shù)為n的矩形線框abcd.bc邊長為l.線框的下半部處在勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向與線框平面垂直.在下圖中，垂直于紙面向里，線框中通以電流I，方向如圖所示.開始時線框處于平衡狀態(tài)，令磁場反向，磁感強度的大小仍為B，線框達到新的平衡.在此過程中線框位移的大小Δx______，方向______.
答案：；位移的方向向下
解析：設線圈的質量為m，當通以圖示電流時，彈簧的伸長量為x1，線框處于平衡狀態(tài)，所以kx1=mg-nBIl.當電流反向時，線框達到新的平衡，彈簧的伸長量為x2，由平衡條件可知
kx2=mg+nBIl.?
所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl?
所以Δx=
電流反向后，彈簧的伸長是x2＞x1，位移的方向應向下.?
磁場對電流作用
第三課時：磁場對電流的作用習題課
1、導線框放置在光滑水平面上，在其中放一個矩形線圈，通以順時針方向電流，線圈三個邊平行于線框的三個邊，且邊間距離相等，A端接電池的正極，B接負極，則矩形線圈的運動情況是：（）
A、靜止不動B、向左平動C、向右平動D、轉動
2、如圖所示，在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極，沿邊緣內壁放一個圓環(huán)形電極，把它們分別與電池的兩極相連，然后在玻璃皿中放入導電液體，如鹽水．如果把玻璃皿放在磁場中，如圖所示，將會發(fā)生的現(xiàn)象是（）
A、沒有什么現(xiàn)象B、液體會向玻璃皿中間流動
C、液體會順時針流動D、液體會逆時針流動
3、長L的直導線ab放在相互平行的金屬導軌上，導軌寬為d，通過ab的電流強度為I，勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直紙面向里，ab與導軌的夾角為θ，則ab所受的磁場力的大小為：（）
A、BILB、BIdC、D、
4、如圖所示,一位于XY平面內的矩形通電線圈只能繞OX軸轉動,線圈的四個邊分別與X、Y軸平行.線圈中電流方向如圖.當空間加上如下所述的哪種磁場時,線圈會轉動起來?（）
A、方向沿X軸的恒定磁場B、方向沿Y軸的恒定磁場
C、方向沿Z軸的恒定磁場D、方向沿Z軸的變化磁場
5、如圖所示，條形磁鐵放在光滑斜面上，用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡．A為水平放置的導線的截面．導線中無電流時，磁鐵對斜面的壓力為N1；當導線中有電流通過時，磁鐵對斜面的壓力為N2，此時彈簧的伸長量減小，則（）
A．N1＜N2A中電流方向向外
B．N1=N2A中電流方向向外
C．N1N2A中電流方向向內
D．N1N2A中電流方向向外
6．如圖11.2-1所示，一金屬直桿MN兩端接有導線，懸掛于線圈上方，MN與線圈軸線均處于豎直平面內，為使MN垂直紙面向外運動，可以
A．將a、c端接在電源正極，b、d端接在電源負極
B．將b、d端接在電源正極，a、c端接在電源負極
C．將a、d端接在電源正極，b、c端接在電源負極
D．將a、c端接交流電源的一端，b、d端接在交流電源的另一端
7．條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠近S極一側懸掛一根與它垂直的導電棒，如圖11.2-12所示(圖中只畫出棒的截面圖)．在棒中通以垂直紙面向里的電流的瞬間，可能產(chǎn)生的情況是
A．磁鐵對桌面的壓力減小B．磁鐵對桌面的壓力增大
C．磁鐵受到向左的摩擦力D．磁鐵受到向右的摩擦力
8．如圖11.2-13所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導線可以自由轉動，當導線通入圖示方向電流I時，導線的運動情況是（從上往下看）（）
A．順時針方向轉動，同時下降B．順時針方向轉動，同時上升
C．逆時針方向轉動，同時下降D．逆時針方向轉動，同時上升
9．一通電細桿置于傾斜的導軌上，桿與導軌間有摩擦，當有電流時直桿恰好在導軌上靜止．圖11.2-16是它的四個側視圖，標出了四種可能的磁場方向，其中直桿與導軌間的摩擦力可能為零的是()
10、如圖所示，原來靜止的圓形通電線圈通以逆時針方向的電流I，在其直徑AB上靠近B點放一根垂直于線圈平面的固定不動的長直導線，通過如圖所示的方向的電流I′，在磁場力作用下圓線圈將（）
A、向左運動B、向右運動C、以直徑AB為軸運動D、靜止不動
13、在傾角為θ的光滑斜面上放置有一通有電流I，長為L，質量為m的導體棒，如圖，（1）欲使棒靜止在斜面上，外加磁場的磁感應強度B的最小值為多大?沿什么方向?（2）欲使棒靜止在斜面上，且對斜面無壓力，應加勻強磁場B的值為多大?沿什么方向?（3）欲使棒能靜止在斜面上，外加磁場的方向應在什么范圍內?請在圖中畫出。
11、在傾角=30°的斜面上，固定一金屬框，寬l=0.25m，接入電動勢E=12V、內阻不計的電池．垂直框面放有一根質量m=0.2kg的金屬棒ab，它與框架的動摩擦因數(shù)為，整個裝置放在磁感應強度B＝0.8T的垂直框面向上的勻強磁場中（如圖11.2-５）．當調節(jié)滑動變阻器R的阻值在什么范圍內時，可使金屬棒靜止在框架上？（設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，框架與棒的電阻不計，g＝10m/s2）
