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第八章磁场及其对电流和运动电荷的作用立体设计·走进新课堂第八章磁场及其对电流和运动电荷的作用立体设计·走进新课堂认识安培力，会判断安培力的方向01会计算匀强磁场中安培力的大小02一、学习目标：二、知识梳理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，并且都跟手掌在一个平面内，使磁感线从掌心进入，并使四指指向 的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受 的方向．(2)安培力的特点：F⊥B，F⊥I，即F垂直于 和 所决定的平面．．电流安培力磁场方向电流方向2．安培力的大小(1)如图1，当导线与匀强磁场方向 时，安培力最大，为F＝ .(2)如图2当导线与匀强磁场方向 时，安培力最小，为F＝ .(3)如图3当导线与磁场方向斜交时，安培力介于 和 之间．垂直BIL平行0BIL0I图1图2图3高考考点考点一判定安培力作用下通电导体运动方向要判定通电导体在安培力作用下的运动方向，首先必须清楚导体所在位置的磁场分布情况，然后才能结合左手定则准确判定导体的受力情况，进而确定导体的运动方向．【案例1】判断下列图中安培力的方向FFFF=0【即时巩固1】(2009·海南高考)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()F=0F垂直纸面向内F水平向右F水平向右12345[案例2]如图所示，导线ab固定，导线cd与ab平行若通过两根导线的电流方向相同，则导线cd将如何运动？II[分析]cd如何运动取决于cd的安培力方向．而cd安培力方向又由ab产生的磁场决定。解：根据安培定则ab产生的磁场如图所示拓展：若电流方向相反，又将如何运动？将cd放入磁场再根据左手定则F所以cd导线向左运动1练习2:若电流方向相反，又将如何运动．2I3I4F5总结：对于两根直导线受力运动同向电流互相吸引，反向电流互相排斥6向右运动考点二计算安培力的大小问题：由于安培力的方向总是垂直于电流方向和磁场方向决定的平面，但B和I不一定互相垂直．因此，有关安培力的问题往往涉及三维空间的问题．方法：解题时要把立体图改画为平面图，然后通过对通电导体进行受力和运动情况分析来解题．NmgBF【案例3】水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，通以图示方向的电流，电流强度为I．现垂直于导轨放一根质量为m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？θfNmgF解对导线进行受力分析水平方向：f＝Fsinθ.①竖直方向：N＋Fcosθ＝mg.②又F＝BIL③联立①②③得：N＝mg－BLIcosθ，f＝BLIsinθ.因为ab静止，受力平衡从b往a看θB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？F解:使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，则受安培力竖直向上．则有F＝mgI【即时巩固3】如图所示，通电导体棒ab质量为m、长为L，水平地放置在倾角为θ的光滑斜面上，通以图示方向的电流，电流强度为I，要求使导体棒ab静止在斜面上．求：若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B为多大？若要使磁感应强度最小，则磁感应强度方向如何？NmgBF第八章磁场及其对电流和运动电荷的作用立体设计·走进新课堂第八章磁场及其对电流和运动电荷的作用立体设计·走进新课堂