通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力公開(kāi)課PPT精選文檔

1、第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng) 第第 四四 節(jié)節(jié) 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng) 中受到的力中受到的力復(fù)習(xí)鞏固復(fù)習(xí)鞏固歷史上最早發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)的人物是誰(shuí)呢？歷史上最早發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)的人物是誰(shuí)呢？ 思考與討論思考與討論 反過(guò)來(lái)思考：磁針對(duì)通電導(dǎo)線有無(wú)力的作用？反過(guò)來(lái)思考：磁針對(duì)通電導(dǎo)線有無(wú)力的作用？奧斯特：通電導(dǎo)線對(duì)磁針有力的作用奧斯特：通電導(dǎo)線對(duì)磁針有力的作用 作用力與反作用力。磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線也有力的作用作用力與反作用力。磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線也有力的作用安培力。安培力。 磁軌炮磁軌炮(Rail Gun)，即軌道炮是利，即軌道炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動(dòng)能殺傷武器的動(dòng)

2、能殺傷武器.與傳統(tǒng)的大炮將與傳統(tǒng)的大炮將火藥燃?xì)鈮毫ψ饔糜趶椡璨煌?，火藥燃?xì)鈮毫ψ饔糜趶椡璨煌?，軌道炮是利用電磁系統(tǒng)中電磁場(chǎng)軌道炮是利用電磁系統(tǒng)中電磁場(chǎng)的作用力，其作用的時(shí)間要長(zhǎng)得的作用力，其作用的時(shí)間要長(zhǎng)得多，可大大提高彈丸的速度和射多，可大大提高彈丸的速度和射程程.因而引起了世界各國(guó)軍事家們因而引起了世界各國(guó)軍事家們的關(guān)注的關(guān)注.自自80年代初期以來(lái)，電磁年代初期以來(lái)，電磁軌道炮在未來(lái)武器的發(fā)展計(jì)劃中，軌道炮在未來(lái)武器的發(fā)展計(jì)劃中，已成為越來(lái)越重要的部分已成為越來(lái)越重要的部分.安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力一、安培力的方向一、安培力的方向演示：按照右圖所示

3、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。演示：按照右圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察受、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。力方向是否改變。2、上下交互磁場(chǎng)的位置以改變磁場(chǎng)、上下交互磁場(chǎng)的位置以改變磁場(chǎng)的方向，觀察受力方向是否變化。的方向，觀察受力方向是否變化。安培力的方向與哪些因素有關(guān)？安培力的方向與哪些因素有關(guān)？實(shí)驗(yàn)記錄與分析實(shí)驗(yàn)記錄與分析1.實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)化圖實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)化圖 實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù) 磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向電流方向電流方向安培力的方向安培力的方向1 1向下向下垂直于紙面向外垂直于紙面向外2 2垂直于紙面向里垂直于紙面向里3 3向上向上4 4垂直于紙面向外垂直于紙面向外2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄

4、表電流的方向：垂直于紙面向外電流的方向：垂直于紙面向外記錄記錄1實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1電流的方向：垂直于紙面向里電流的方向：垂直于紙面向里記錄記錄2實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2電流的方向：垂直于紙面向里電流的方向：垂直于紙面向里記錄記錄3實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3電流的方向：垂直于紙面向外電流的方向：垂直于紙面向外記錄記錄4實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)4 實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù) 磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向電流方向電流方向安培力的方向安培力的方向1 1向下向下垂直于紙面向外垂直于紙面向外2 2垂直于紙面向里垂直于紙面向里3 3向上向上4 4垂直于紙面向外垂直于紙面向外實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果演示演示1：磁場(chǎng)方向：向下：磁場(chǎng)方向：向下 電流方向：向外電流方向：向外 受力方向：向右受力方

5、向：向右 演示演示2：磁場(chǎng)方向：向下：磁場(chǎng)方向：向下 電流方向：向內(nèi)電流方向：向內(nèi) 受力方向：向左受力方向：向左演示演示3：磁場(chǎng)方向：向上：磁場(chǎng)方向：向上 電流方向：向內(nèi)電流方向：向內(nèi) 受力方向：向右受力方向：向右演示演示4：磁場(chǎng)方向：向上：磁場(chǎng)方向：向上 電流方向：向外電流方向：向外 受力方向：向左受力方向：向左結(jié)結(jié)果果分分析析左手定則：左手定則：伸開(kāi)左手，大拇指跟其余四指垂直，并且跟手掌在同伸開(kāi)左手，大拇指跟其余四指垂直，并且跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過(guò)手一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過(guò)手 心，并使伸開(kāi)的四指指向電流心，并使伸開(kāi)的四指指向電流方向，那么，大拇指所指的方向就是直導(dǎo)線所受安培

6、力的方向。方向，那么，大拇指所指的方向就是直導(dǎo)線所受安培力的方向。FIBFIBBI3 0FFIIIBBB例例1.判斷安培力的方向判斷安培力的方向F=0F=0例例2.畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向。畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向。FFF平面圖側(cè)視圖平面圖側(cè)視圖思考：平行通電導(dǎo)線間是相互吸引還是相互排斥？思考：平行通電導(dǎo)線間是相互吸引還是相互排斥？1.同向電流相互吸引同向電流相互吸引2.反向電流相互排斥。反向電流相互排斥。結(jié)論結(jié)論:FFF同向電流同向電流F反向電流反向電流試?yán)米笫侄▌t分析他試?yán)米笫侄▌t分析他們之間的作用力們之間的作用力二、安培力的大小二、安培力的大小NSIFILB當(dāng)當(dāng)B

7、I時(shí)時(shí)F0當(dāng)當(dāng)B和和I夾角為夾角為時(shí)，時(shí)，F(xiàn)的的方向？方向？F的大小的大小?當(dāng)當(dāng)BI時(shí)時(shí)NSINSI把磁感應(yīng)強(qiáng)度把磁感應(yīng)強(qiáng)度B B分解為兩個(gè)分量：分解為兩個(gè)分量：平行于導(dǎo)線的分量平行于導(dǎo)線的分量B2不對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生作用不對(duì)導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由B1決定決定F=I LBsin通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向不垂直不垂直的情況怎樣處理？的情況怎樣處理？NSI垂直垂直 B1=B sin平行平行 B2=B cosIB BB B2 2B B1 1安培力大小公式：安培力大小公式： F=ILBsin表示磁場(chǎng)方向與電流方向間的夾角表示磁場(chǎng)方向與電流方向間的夾角注：

8、在中學(xué)階段，此公式僅適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)注：在中學(xué)階段，此公式僅適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)問(wèn)題問(wèn)題1:若若B與與I不垂直時(shí)，不垂直時(shí)，F(xiàn)安與安與B和和I方向關(guān)系可怎樣概括？方向關(guān)系可怎樣概括？說(shuō)明：說(shuō)明：結(jié)論：結(jié)論：F一定與一定與B垂直，一定與垂直，一定與I垂直。但垂直。但B與與I不一定垂直。不一定垂直。問(wèn)題問(wèn)題2：F、B、I一定兩兩垂直嗎？一定兩兩垂直嗎？例例3.如右圖所示的各圖中，磁如右圖所示的各圖中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，導(dǎo)場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，導(dǎo)線兩端點(diǎn)距離均相等，導(dǎo)線中線兩端點(diǎn)距離均相等，導(dǎo)線中電流均相等，則各圖中有關(guān)導(dǎo)電流均相等，則各圖中有關(guān)導(dǎo)線所受的安培力的大小的判斷線所受的安培力的大小的判

9、斷正確的是正確的是()Ad圖最大圖最大Bb圖最大圖最大C一樣大一樣大 D無(wú)法判斷無(wú)法判斷答案：答案：C例例4如圖如圖1所示，垂直折線所示，垂直折線abc中通入中通入I的電流。的電流。ab=bc=L，折線所在，折線所在平面與勻強(qiáng)磁感強(qiáng)度平面與勻強(qiáng)磁感強(qiáng)度B垂直垂直.abc受安培力等效于受安培力等效于ac（通有（通有ac的電流的電流I）所受安培力，即）所受安培力，即F1=_，方向同樣由等效電流，方向同樣由等效電流ac判定為在紙面內(nèi)判定為在紙面內(nèi)垂直于垂直于ac斜向上，同理可以推知：斜向上，同理可以推知： 如圖如圖2所示，半圓形通電導(dǎo)線受安所示，半圓形通電導(dǎo)線受安培力培力F2= _如圖如圖3所示，閉

10、合的通電導(dǎo)線框受安培力所示，閉合的通電導(dǎo)線框受安培力F3=_圖圖1圖圖3圖圖2 2BIL0計(jì)算安培力的大小計(jì)算安培力的大小時(shí)，時(shí)，L是指導(dǎo)線在垂是指導(dǎo)線在垂直磁場(chǎng)方向上的有直磁場(chǎng)方向上的有效長(zhǎng)度效長(zhǎng)度00.02N 水平向右水平向右0.02N 垂直導(dǎo)線，斜向左上方垂直導(dǎo)線，斜向左上方1.將長(zhǎng)度為將長(zhǎng)度為20cm、通有、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T。試求出下列各。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向IBIB30IB2.如圖所示，在勻

11、強(qiáng)磁場(chǎng)中用兩根柔軟的細(xì)線將金屬棒如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中用兩根柔軟的細(xì)線將金屬棒ab懸掛在水平懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由位置上，金屬棒中通入由a到到b的穩(wěn)定電流的穩(wěn)定電流I，這時(shí)兩根細(xì)線被拉緊，現(xiàn)，這時(shí)兩根細(xì)線被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細(xì)線對(duì)金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方法：要想使兩根?xì)線對(duì)金屬棒拉力變?yōu)榱悖刹捎媚男┓椒ǎ?( )（A）適當(dāng)增大電流）適當(dāng)增大電流I （B）將電流反向并適當(dāng)改變大?。㈦娏鞣聪虿⑦m當(dāng)改變大?。–）適當(dāng)增大磁場(chǎng)）適當(dāng)增大磁場(chǎng)（D）將磁場(chǎng)反向并適當(dāng)改變大?。⒋艌?chǎng)反向并適當(dāng)改變大小ACabI 如圖所示，在玻璃皿的中心放一個(gè)如圖所示，在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極，沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形圓柱形電極，沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極，將兩電極接在電池的兩極上，然電極，將兩電極接在電池的兩極上，然后在玻璃皿中放入鹽水，把玻璃皿放入后在玻璃皿中放入鹽水，把玻璃皿放入蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中，蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中，N極在下，極在下，S極在上極在上，鹽水就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，鹽水就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)(1) 猜想一下，鹽水轉(zhuǎn)