磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力(新課教學(xué))

磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力(新課教學(xué))第1頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力一、安培力的方向第2頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第3頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一.安培力的方向BIF第4頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一.安培力的方向BIF第5頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一.安培力的方向左手定則：伸開左手，使拇指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的向。BIF第6頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月I第7頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月IB第8頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月IBF第9頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月IBFB第10頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月IBFBB第11頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月IBFBB安培力F的方向總是垂直于電流I與磁感應(yīng)強(qiáng)度B所確定的平面第12頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月注意：若電流方向和磁場(chǎng)方向垂直，則磁場(chǎng)力的方向、電流方向、磁場(chǎng)方向三者互相垂直；若電流方向和磁場(chǎng)方向不垂直，則磁場(chǎng)力的方向仍垂直于電流方向，也同時(shí)垂直于磁場(chǎng)方向,也就是說(shuō)，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面.

第13頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【例1】

關(guān)于垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向，正確的說(shuō)法是A．跟磁場(chǎng)方向垂直，跟電流方向平行B．跟電流方向垂直，跟磁場(chǎng)方向平行C．既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直D．既不跟磁場(chǎng)方向垂直，又不跟電流方向垂直第14頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【例1】

關(guān)于垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向，正確的說(shuō)法是A．跟磁場(chǎng)方向垂直，跟電流方向平行B．跟電流方向垂直，跟磁場(chǎng)方向平行C．既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直D．既不跟磁場(chǎng)方向垂直，又不跟電流方向垂直答案C第15頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月IBFIBFIFBααBBIFαBI第16頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月問題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條導(dǎo)線相互吸引，什么情況下相互排斥？請(qǐng)你運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行討論第17頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月IIFF分析：電流方向相反電流方向相同II第18頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月同向相吸異向相斥第19頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月問題：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受安培力F第20頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.安培力的大小1.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí):第21頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.安培力的大小1.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí):第22頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.安培力的大小1.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí):F=ILB(B⊥L)第23頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.安培力的大小1.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí):BIFF=ILB(B⊥L)第24頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力為零第25頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力為零NSI第26頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力為零NSI問題:如果既不平行也不垂直呢？第27頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力為零NSI問題:如果既不平行也不垂直呢？BθI第28頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、安培力的大小：

在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受安培力F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和導(dǎo)線的長(zhǎng)度L三者的乘積。即：

F=ILB通電直導(dǎo)線不與磁場(chǎng)方向垂直？把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為兩個(gè)分量：一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直B1=Bsinθ另一分量與導(dǎo)線平行

B2=Bcosθ平行于導(dǎo)線的分量B2不對(duì)通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由B1決定。即F=ILB1，將B1=Bsinθ代入得：F=ILBsinθIBB2B1θ第29頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

1、分析受到的安培力時(shí),要善于把立體圖,改畫成易于分析受力的平面圖形

2、注意磁場(chǎng)和電流的方向是否垂直二、應(yīng)用安培力應(yīng)注意的問題第30頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)下圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電流強(qiáng)度I，導(dǎo)線長(zhǎng)度L，求安培力大小BIBIBIBIθθ二.安培力的大小第31頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月bBa.FF=BIL.BFB.F=BIL×

bBa第32頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月×BFBBBB×BF第33頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.畫出導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)方向2.確定電流方向3.根據(jù)左手定則確定受安培力的方向4.根據(jù)受力情況判斷運(yùn)動(dòng)情況三、判斷通電導(dǎo)線在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向問題第34頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自由固定FF

˙××××××˙˙˙˙˙第35頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月NSIFFNSF第36頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

先對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行受力分析,畫出導(dǎo)線的受力平面圖,然后依照F合=0,F合=ma，列出相應(yīng)的方程四、處理導(dǎo)線受到安培力的一般思路第37頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例：在傾斜角為θ的光滑斜面上,置一通有電流I,長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如圖所示,在豎直向上的磁場(chǎng)中靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為_________.

Xθ第38頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：靜止于斜面說(shuō)明受力平衡NXθmgFθF=

mgtgθ=BILB=mgtgθ/IL第39頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月引申1：欲使它靜止在斜面上,外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B

的最小值為________,

方向________.引申2：欲使它靜止在斜面上,且對(duì)斜面無(wú)壓力,外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為_________,方向________.XθGNFθB

mgsinθ=BILB=mgsinθ/ILmg=BILB=mg/ILXθGFB第40頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月NSF（1）繩子拉力_______(變大,變小,不變)（2）桌面對(duì)磁鐵的支持力_______（3）桌面對(duì)磁鐵的摩擦力________(有,無(wú)).變大變小無(wú)NSF桌面對(duì)磁鐵的摩擦力

_______(有,無(wú))

方向_______.有水平向右鞏固練習(xí)1、F′第41頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2、如圖所示:在磁感強(qiáng)度為2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一與水平面成37度角的導(dǎo)電軌道,軌道上放一可移動(dòng)的金屬桿ab，電源電動(dòng)勢(shì)為￡=10伏,內(nèi)阻r=1歐,ab長(zhǎng)L=0.5m,質(zhì)量m為0.2kg,桿與軌道間的摩擦因數(shù)u=0.1,求接在軌道中的可變電阻R在什么范圍內(nèi),可使ab桿在軌道上保持靜止?(桿與軌道的電阻不計(jì))b第42頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GFNf(1)摩擦力沿斜面向上:mgsinθ=Fcosθ+fN=mgcosθ+Fsinθf(wàn)=uNθθ(2)摩擦力沿斜面向下

mgsinθ+f=FcosθN=mgcosθ+Fsinθf(wàn)=uNF=(mgsinθ+umgcosθ)/(cosθ-usinθ)F=（mgsinθ-umgcosθ)/(cosθ+usinθ)第43頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、磁電式電流表的特點(diǎn)1、表盤的刻度均勻，θ∝I。2、靈敏度高，但過載能力差。3、滿偏電流Ig，內(nèi)阻Rg反映了電流表的最主要特性。第44頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、磁電式電流表1、電流表的構(gòu)造如圖所示是電流表的構(gòu)造圖，在一個(gè)很強(qiáng)的蹄形磁鐵的兩極間有一個(gè)固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個(gè)螺旋彈簧和一個(gè)指針，線圈的兩端分別接在這個(gè)螺旋彈簧上，被測(cè)電流通過彈簧流入線圈。第45頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第46頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、電流表的工作原理

1、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，它的平面都跟磁感應(yīng)線平行，當(dāng)電流通過線圈時(shí)線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個(gè)力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)到，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)的力矩，其大小隨線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度增大而增大，當(dāng)這種阻礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩相平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)。第47頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、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)生的力矩也越大，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。3、當(dāng)線圈中的電流方向發(fā)生變化時(shí)，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化，所以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向。第48頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1、如圖所示，條形磁鐵放在水平粗糙桌面上，它的上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通過方向垂直紙面向里（即與條形磁鐵垂直）的電流，和原來(lái)沒有電流通過時(shí)相比較，磁鐵受到的支持力N和摩擦力f（）（A）N減小，f向左；（B）N減小，f向右；（C）N增大；f向左；（D）N增大，f向右。NS第49頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題：長(zhǎng)度為20cm的通電直導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流的強(qiáng)度為1A，受到磁場(chǎng)作用力的大小為2N，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B：（）A、B＝10TB、B≥10TC、B≤10TD、不能確定B第50頁(yè)，課件共52頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例題：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懸持在水平位置上，金屬棒中通入由a到b的穩(wěn)定電流I，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?/p>