第二節(jié)磁場對通電導線的作用-安培力

第三章磁場第二節(jié)磁場對通電導線的作用——安培力南溪一中

——王聰1、通過實驗探究的方法知道安培力大小的決定因素．2、理解并掌握安培力的計算公式F＝ILB.3、知道安培力的概念，會用左手定則判定安培力的方向．4、了解電動機、磁電式電流表的構(gòu)造及原理學習目標南溪一中一、安培力1、安培力：_______對_______的作用力．磁場電流南溪一中安培(A.M.Ampere,1775-1836),法國物理學家科學家的故事法國物理學家安培:1775年1月20日生于里昂一個富商家庭,1836年6月10日卒于馬賽.安培最主要的成就是1820～1827年對電磁作用的研究.①發(fā)現(xiàn)了安培定則②發(fā)現(xiàn)電流的相互作用規(guī)律③發(fā)明了電流計④提出分子電流假說⑤總結(jié)了電流元之間的作用規(guī)律——安培定律南溪一中2008年1月美國海軍試射電磁炮電磁炮普通炮彈的發(fā)射速度?左手定則(1)左手定則：伸出左手，四指并攏，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓_______垂直穿過手心，四指指向_____方向，則大拇指所指方向就是_________所受安培力的方向.磁感線電流通電導線(2)通電導線在磁場中受到的安培力方向，既與_________垂直，又與_________垂直，即垂直于_________和__________所確定的平面．電流方向磁場方向電流方向磁場方向南溪一中2、安培力的方向安培力總是垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面,那么磁場方向和電流方向一定垂直嗎?想一想:1．安培力的方向總是垂直于磁場方向和電流方向所決定的平面，在判斷安培力方向時首先確定磁場和電流所確定的平面，從而判斷出安培力的方向在哪一條直線上，然后再根據(jù)左手定則判斷出安培力的具體方向．對安培力方向的理解2．已知I、B的方向，可惟一確定F的方向；已知F、B的方向，且導線的位置確定時，可惟一確定I的方向；已知F、I的方向時，磁感應強度B的方向不能惟一確定．3．由于B、I、F的方向關(guān)系在三維立體空間中，所以解決該類問題時，應具有較好的空間想象力．如果是在立體圖中，還要善于把立體圖轉(zhuǎn)換成平面圖．南溪一中1、在如圖所示的各圖中，表示磁場方向、電流方向及導線受力方向的圖示正確的是(

)南溪一中課堂練習：A2、請根據(jù)左手定則判斷下面幾幅圖中安培力的方向.南溪一中課堂練習：××××××××××××××××IBIB×××××××××××××××××IB3、如圖所示是一根放在磁場里的通電直導線,直導線與磁場方向垂直,圖中分別標明了電流、磁感應強度和安培力這三個量中兩個量的方向，試標出第三個量的方向.南溪一中課堂練習：×FI×IBBF4、通電矩形導線框abcd與無限長通電直導線MN在同一平面內(nèi)，電流方向如圖所示，ab與MN平行．關(guān)于MN的磁場對線框的作用，下列敘述中正確的是(

)A．線框有兩條邊所受的安培力的方向相同B．線框有兩條邊所受的安培力大小相等C．線框受安培力的合力向左D．線框不受安培力的作用南溪一中課堂練習：BC通電導線之間通過磁場發(fā)生相互作用南溪一中活動：將通電直導線放入磁場，磁場就會對通電直導線有安培力的作用。如果有兩條相互平行、距離很近的通電直導線，如圖所示，觀察、分析發(fā)生的現(xiàn)象，并在圖中標出導線所受安培力的方向?！罥1(a)I2×I1I2×(b)平行通電導線之間的相互作用南溪一中安培進行安培力實驗用過的實驗裝置南溪一中②保持電流不變，改變磁場中______________，通過觀察______________大小來比較磁場力大小．①保持磁場中直導線的長度不變，改變_________，通過觀察______________大小來比較磁場力大小．3．探究影響通電導線受力的因素直導線垂直電流大小導線偏轉(zhuǎn)角度蹄形磁體大小南溪一中(3)結(jié)論：通電直導線與磁場__________時，磁場對通電導線作用力的大小與__________和_________都成正比．方向垂直導線長度電流大小(1)將一根________水平懸掛在磁鐵的兩極間，導線的方向與磁場的方向______．(2)用__________法探究安培力的影響因素控制變量導線偏轉(zhuǎn)角度4．安培力大小的計算公式(1)通電導線跟磁場垂直時：安培力最大，F(xiàn)＝____.(2)通電導線跟磁場平行時：安培力最小，F(xiàn)＝__.ILB01．公式F＝ILB中L指的是“有效長度”．當B與I垂直時，F(xiàn)最大，F(xiàn)＝ILB；當B與I平行時，F(xiàn)＝0.對公式F＝ILB的理解南溪一中2．彎曲導線的有效長度L，等于連接兩端點直線的長度(如圖所示)；相應的電流沿L由始端流向末端．3．若磁場和電流成θ角時，如圖所示．可以將磁感應強度B正交分解成B⊥＝Bsinθ和B∥＝Bcosθ，而B∥對電流是沒有作用的．F＝ILB⊥＝ILBsinθ，即F＝ILBsinθ.南溪一中5、有一根長為1m的通電直導線,通有10-3A的電流,把它放在0.2T的勻強磁場中,并與磁場方向垂直,求該導線受到的安培力大小.南溪一中課堂練習：6、一根長為0.2m、電流為2A的通電導線，放在磁感應強度為0.5T的勻強磁場中，受到磁場力的大小可能是(

)A．0.4N

B．0.2NC．0.1ND．0NBCD7、如圖所示，導線abc為垂直折線，其中電流為I，ab＝bc＝L，導線所在的平面與勻強磁場垂直，勻強磁場的磁感應強度為B，求導線abc所受安培力的大小和方向．南溪一中課堂練習：8、將長為1m的導線ac從中點b折成如圖所示的形狀，放入B＝0.08T的勻強磁場中，abc平面與磁場垂直．若在導線abc中通入25A的直流電，則整個導線所受安培力大小為________N.南溪一中課堂練習：1．構(gòu)造：由磁場(磁體)、_________、____、____及電源組成．2．原理：(圖見教材P87)電流從滑環(huán)A流入時，從滑環(huán)B流出，滑環(huán)起一個_______的作用，當線圈通電后，由于受到_______的作用，線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)起來．轉(zhuǎn)動線圈滑環(huán)電刷換向器安培力二、電動機——安培力的重要應用南溪一中1．有安培力參與的物體平衡，此平衡與前面所講的物體平衡一樣，也是利用物體平衡條件解題．只是多了一個安培力而已．安培力作用下的物體平衡3．在安培力作用下的物體平衡的解題步驟和前面我們學習的共點力平衡相似，一般也是先進行受力分析，再根據(jù)共點力平衡的條件列出平衡方程．其中重要的是在受力分析過程中不要漏掉了安培力．南溪一中2．與閉合電路歐姆定律相結(jié)合的題目，主要應用：(1)閉合電路歐姆定律；(2)求安培力用公式F＝BIL；(3)物體平衡條件．9、如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導體棒，在導體棒中的電流.

I垂直紙面向里時，欲使導體棒靜止在斜面上，下列外加勻強磁場的磁感應強度B的大小和方向正確的是(

)南溪一中課堂練習：A10、如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長直導線，導線與磁鐵垂直，給導線通以垂直紙面向里的電流，用N表示磁鐵對桌面的壓力的反作用力，用f表示桌面對磁鐵的摩擦力，導線中通電后與通電前相比較(

)A．N減小，f＝0

B．N減小，f≠0C．N增大，f＝0D．N增大，f≠0南溪一中課堂練習：C11、如圖所示,水平放置的兩導軌P、Q間的距離L=0.5m,垂直于導軌平面的豎直向上的勻強磁場B的大小為2T,垂直于導軌放置的ab棒的質(zhì)量m=1kg,系在ab棒中點的水平繩跨過定滑輪與重為G=3N的物塊相連,已知ab棒與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，電源的電動勢E=10V,內(nèi)阻r=0.1Ω

,導軌的電阻及ab棒的電阻不計，要想使ab棒處于靜止狀態(tài)電阻R應在哪個范圍內(nèi)取值？（g=10m/s2）GQPR南溪一中課堂練習：【答案】

1.9Ω

≤R≤9.9Ω12、質(zhì)量為m＝0.02kg的通電細桿ab置于傾角為θ＝37°的平行放置的導軌上，導軌的寬度d＝0.2m，桿ab與導軌間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，磁感應強度B＝2T的勻強磁場與導軌