【公开课】磁场对通电导线的作用力+课件高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptx

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1、第一章安培力与洛仑磁力复习回顾：1.怎样用安培定则判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向？2.描述磁场强弱的物理量是哪个？如何计算？磁感应强度当导体棒中有电流流过时，观察导体棒的运动情况？这个力的方向该如何判断？我我们们把把磁磁场场对对放放于于其其中中的的通通电电的的导导线线有力的作用，这个力叫有力的作用，这个力叫安培力安培力一、安培力的方向2.改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。3.观察导线受力方向、磁场方向、电流方向,它们之间有什么关系？1.上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否改变。左手定则左手定则一、安培力的方向一、安培力的方向 伸出左手，四指并拢，使拇指与

2、其他四指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，伸出左手，四指并拢，使拇指与其他四指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心进入，四指指向电流的方向，于是大拇指指向就是通电导线在磁场中所受力的方向。磁感线四指大拇指穿过手心电流方向安培力方向问题问题1 1：若若B B与与I I不垂直时，左手定则应该怎么使用？不垂直时，左手定则应该怎么使用？F F方向？方向？B BI I左手定则只要求有左手定则只要求有磁感线从手心穿入磁感线从手心穿入（垂直穿，斜穿均可）（垂直穿，斜穿均可）2 2、安培力的方向特点：、安培力的方向特点：FBFB，FIFI，即，即F F垂直于垂直于B B和和I I所决定的平面所决定的平

3、面.注：FBFB，FIFI，但B不一定垂直于IBFIBFIBBI30FFIIIBBB【例例1】安培力方向的判断安培力方向的判断F=0F=0 两条两条平行通电直导线之间的相互作用 同向电流同向电流反向电流反向电流【结论结论】同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。【结论结论】反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。F FF FF FF F二、安培力的大小二、安培力的大小FILB当BI 时当BI时F0当B和I夹角为时F?F=F=B BILILBILsin BILsin (为为B B与与I I的正向夹角的正向夹角)BB法一：分解B法二.投影导线LF=F=BILBILBILsinBILsin(为为B B与与I

4、 I的正向夹角的正向夹角)二、安培力的大小二、安培力的大小导线abc为垂直折线，其中电流为I，ab=bc=L，导线拓在的平面与匀强磁场垂直，匀强磁场的磁感应强度为B，求导线ab、bc、abc 所受安培力的大小。ab bc cL是有效长度是有效长度导线不是直线，找导线的有效长度（首尾连接的直线）当导线不是直导线时，此时导线受到的安培力如何计算？0 00.02N0.02N水平向右水平向右0.02N0.02N垂直导线，垂直导线，斜向左上方斜向左上方例：将长度为例：将长度为20cm20cm、通有、通有0.1A0.1A电流的直导电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图线放入一匀强磁场中，电流与

5、磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为所示，已知磁感应强度为1T1T。试求出下列各图。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向中导线所受安培力的大小和方向IBIB30IB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)现垂直于导轨放置一根质量为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且指向右上方，如图所示，问：当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？跟我走大显身手铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。.三、磁电式电流表1.1.磁电式电流表的构造磁电式电

6、流表的构造:刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。思考：（1）线圈的转动是怎样产生的？（2）线圈为什么不一直转下去？（3）指针偏转角度的大小与被测电流强弱有何关系？线圈通电时，安培力使线圈转动时弹簧变形产生弹力阻碍转动安培力与弹力平衡，指针停止转动构造：刻度盘、指针、蹄形磁体、极靴(软铁制成)、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯(软铁制成).电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，线圈偏转的角度也越大问题问题电流表中磁场分布有何特点呢？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电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布均匀辐向分布的的.所谓所谓均

7、匀辐向分布均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通，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，过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度磁感线之间的夹角都是零度.在以铁芯为中心的圆圈上，在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度各点的磁感应强度B B 的的大小是相等大小是相等的的.该磁场该磁场并非匀强磁场并非匀强磁场问题问题该磁场该磁场是否匀强磁场？是否匀强磁场？问题问题该磁场该磁场的特点？的特点？问题问题该表盘刻度均匀吗该表盘刻度均匀吗？F=ILB表盘的刻度均匀电流表的特点电流表的特点1 1、灵敏度高，可以测量很弱的电流，、灵敏度高

8、，可以测量很弱的电流，但是绕制线圈的导线很细，允许通但是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很小；过的电流很小；2 2、电流和安培力成正比，所以电流、电流和安培力成正比，所以电流表的刻度是均匀的；表的刻度是均匀的；3 3、电流方向改变，安培力方向也、电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向转动。改变，线圈朝相反方向转动。D课堂练习例.如图，在水平面内固定有两平行金属导轨，导轨间距为L，两导轨间有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与导轨平面成角并与金属杆ab垂直，金属杆ab重力为G.通过的电流为I，处于静止状态，则 A.金属杆ab所受的支持力等于GBILsin B.金属杆ab所受的支持力等于

9、GBILcos C.金属杆ab所受的摩擦力大小为BILcos D.金属杆ab所受的安培力大小为BIL用两根等长的绝缘细线，悬吊一水平通电直导线MN，电流方向如图所示，已知导线的质量m1 kg，长L0.5 m，电流I2 A，当在导线所在的空间中加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B2 T，导线处于静止状态。重力加速度g取10 m/s2。(1)求单根细线上拉力F的大小；例(2)若将磁场变为垂直纸面向外的匀强磁场B，导线仍处于静止状态，且单根细线上的拉力大小为原来的2倍，求B的大小。答案4 N答案6 T 如图所示，光滑的平行导轨倾角为，处在磁感应强度为B、竖直向下的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源。电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m、长度为l的导体棒由静止释放，导体棒沿导轨向下运动，导体棒与导轨垂直且接触良好，求导体棒在释放瞬间的加速度的大小。(重力加速度为g)例2