磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力【知識(shí)精講+拓展提升+遷移訓(xùn)練】 高二物理 課件（人教版2019選擇性必修第二冊(cè)）

1.1磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力第一章安培力與洛倫茲力1.認(rèn)識(shí)安培力，會(huì)判斷安培力的方向，理解安培力公式的意義，會(huì)計(jì)算安培力的大小.2.了解磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，知道磁電式電流表的工作原理，了解安培力在生產(chǎn)生活中的運(yùn)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)及任務(wù)復(fù)習(xí)回顧1.用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場(chǎng)方向2、磁感應(yīng)強(qiáng)度描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱

條件：通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直一、安培力

問(wèn)題：這個(gè)力的方向該如何判斷？它的大小除了與磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)外，還與哪些因素有關(guān)？

安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的作用力安培1775-1836組裝好器材，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察磁場(chǎng)方向，電流方向以及導(dǎo)體棒受力方向。1、上下交換磁極的位置以改變磁場(chǎng)的方向，觀察導(dǎo)體棒受力方向是否改變。2、改變導(dǎo)體棒中電流的方向，觀察受力方向是否改變。二、安培力的方向一、安培力的方向向上垂直于紙面向外水平向左向下垂直于紙面向外水平向右FF現(xiàn)象記錄向下垂直于紙面向里水平向左F一、安培力的方向

安培力的方向:既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直，即安培力的方向垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面.你能用簡(jiǎn)潔的方法表達(dá)F、B、I方向的關(guān)系？IBFIBF利用左手定則判斷安培力方向左手定則：①伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；②讓磁感線從掌心垂直進(jìn)入，并使四指指向電流的方向；③拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向一、安培力的方向立體圖平面圖IFBFFIBFIB【例題1】判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向30°FFIIBBBFI×BFI×BIF側(cè)視圖θ【例題2】分析同向、反向電流之間的相互作用情況。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象理論分析Fab判定電流b的受力方向：①電流b處于電流a的磁場(chǎng)中；②根據(jù)安培定則，作出電流a周圍的磁場(chǎng)分布示意圖；③根據(jù)左手定則，確定電流b的受力方向。規(guī)律：同方向電流相互吸引

反方向電流相互排斥BIIB判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向

當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與通電導(dǎo)線的方向平行時(shí)，導(dǎo)線受力為0。二、安培力的大小

垂直于磁場(chǎng)B放置、長(zhǎng)為L(zhǎng)的一段導(dǎo)線，當(dāng)通過(guò)的電流為I時(shí)，所受的安培力F為：B?I

F=ILBB∥I

F=0思考：如果通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向既不平行也不垂直時(shí)呢？IBB//B⊥θF=ILB⊥=ILBsinθ

其中平行方向的B//不產(chǎn)生安培力，導(dǎo)線所受的安培力只是垂直方向的B⊥產(chǎn)生，由此又得：θ=0時(shí)平行：F＝0θ=90時(shí)垂直：F＝BIL把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為兩個(gè)分量：①一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直B⊥=Bsinθ②另一分量與導(dǎo)線平行B//=BcosθIBFF依然垂直于BI組成的平面二、安培力的大小★公式F=ILB的理解FF從起點(diǎn)到終點(diǎn)的長(zhǎng)度有效長(zhǎng)度L：彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，等于連接兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度；相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端L。F=ILB---L:有效長(zhǎng)度三、磁電式電流表1、磁電式電流表的構(gòu)造：鐵芯、線圈和指針是一個(gè)整體可以轉(zhuǎn)動(dòng)。極靴（軟鐵制成）線圈我們實(shí)驗(yàn)中常用的磁電式電流表2、磁電式電流表的工作原理：最基本的組成部分是磁體和放在磁體兩極之間的線圈。1、磁電式電流表的構(gòu)造：三、磁電式電流表

最大的特點(diǎn)就是在蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻向分布的（即沿直徑方向分布），如圖所示。

蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻射分布的不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行2、磁電式電流表的工作原理：當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)線圈上跟轉(zhuǎn)軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個(gè)力產(chǎn)生的效果使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。三、磁電式電流表極靴線圈線圈轉(zhuǎn)動(dòng)使螺旋彈簧被扭動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的效果，其大小隨線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度增大而增大，當(dāng)這種阻礙轉(zhuǎn)動(dòng)效和安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的效果相平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)。2、磁電式電流表的工作原理：三、磁電式電流表

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)效果也越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，因而根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測(cè)電流的強(qiáng)弱。1、在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，有一個(gè)垂直磁感線的環(huán)形線圈，通有順時(shí)針電流I，如圖所示，則下列敘述中正確的是(

)

A、環(huán)形線圈所受的磁力的合力為零

B、環(huán)形線圈所受的磁力的合力不為零

C、環(huán)形線圈有收縮的趨勢(shì)

D、環(huán)形線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)AD解析：畫出平面圖，由左手定則判斷出安培力方向，對(duì)MN受力分析，如圖所示，對(duì)導(dǎo)體棒MN由平衡條件得：水平方向：Ff＝Fsinθ豎直方向：FN＝Fcosθ＋mg安培力F＝BIL，所以M所受的支持力FN＝BILcosθ＋mg所受摩擦力Ff＝BILsinθ2、質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)

的導(dǎo)體棒MN

垂直導(dǎo)軌放置且靜止于水平導(dǎo)軌上，通過(guò)MN

的電流為I，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直于電流方向