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P17
1．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：①将所需器材按如图所示的电路连接好；②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；③闭合开关，观察直导线是否运动，运动方向如何；④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；⑤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；⑥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
a→b
b→a
b→a
a→b
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
①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。
②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。
③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：①利用滑动变阻器改变电路中的电流大小；②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P17
1．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：C

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