1.1磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性(1)3

第一章安培力與洛倫茲力

人教版（2019）選修第二冊(cè)1.1

磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力1.知道什么是安培力，會(huì)用左手定則判定安培力的方向。2.掌握安培力的公式F＝ILBsinθ，并會(huì)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。3.了解磁電式電流表的構(gòu)造及其工作原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)思考：為什么“線框”會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)？其中會(huì)有怎么樣的規(guī)律呢？通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的力稱為安培力。導(dǎo)入新課知識(shí)回顧

在必修課中，我們已經(jīng)知道了磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有作用力，并從這個(gè)現(xiàn)象入手定義了物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度B。1.實(shí)驗(yàn)探究：安培力的方向與哪些因素有關(guān)⑴猜想：F安方向電流I方向磁場(chǎng)B方向⑵驗(yàn)證猜想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。③分析F與電流I和磁場(chǎng)B方向關(guān)系組裝好器材，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察導(dǎo)體棒受安培力F方向。一、安培力方向?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)演示：探究安培力的方向FBI新課講授實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目磁場(chǎng)方向向下電流方向向外磁場(chǎng)方向向上電流方向向外磁場(chǎng)方向向上電流方向向里觀察現(xiàn)象繪制視圖實(shí)驗(yàn)總結(jié)1.通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向與電流方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都垂直，即垂直于磁場(chǎng)和電流確定的平面。F安⊥BF安⊥IF安⊥BI平面2.F、B、I三者方向關(guān)系遵循左手定則左手定則電流I方向垂直穿過(guò)手心安培力F方向四指磁感線

大拇指BIFF、B、I是否總象右圖一樣兩兩垂直呢？IFB分析：F一定與B垂直，同時(shí)一定與I垂直，但B與I不一定垂直。B思考：BzoyxIBFBBIFIBI乙丙戊己練習(xí)1：B、I、F

知其中兩個(gè)量的方向，請(qǐng)確定第三個(gè)量的方向。IB甲丁θ╳╳╳╳1.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)F=I

LB(

B⊥I

)2.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)BI二、安培力大小

F=0

(

B∥I)3.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)I與B有一定夾角θ

時(shí)，安培力為多大呢？BθIIBθB∥B⊥則有

F=ILB⊥=ILBsinθ磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為兩個(gè)分量：B⊥=BsinθB∥=Bcosθ分析：（θ為B、I的夾角）當(dāng)θ=0?，即B∥I，F(xiàn)=0當(dāng)θ=90?，即B⊥I，F(xiàn)=ILB當(dāng)0?<θ

<90?，F(xiàn)=ILBsinθ⑴適用條件：

⑶式中的L:討論：⑵F安大小決定因素：勻強(qiáng)磁場(chǎng)除B、I、L大小外，還與B、I方向的夾角正弦值sinθ有關(guān)。是導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向的有效長(zhǎng)度?？偨Y(jié)LF=ILBLLL練習(xí)2：試寫(xiě)出下面各圖中的安培力的大小。小結(jié)：彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L，等于連接兩端點(diǎn)直接的長(zhǎng)度(如圖所示)，相應(yīng)的電流沿L由始端向末端。zoyxIBFBBIFIBI乙丙戊己IB甲丁θ╳╳╳╳練習(xí)3：1.導(dǎo)線長(zhǎng)為L(zhǎng)，電流大小為I，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，請(qǐng)寫(xiě)出F安的表達(dá)式。BacbI2.如圖所示，直角三角形abc組成的導(dǎo)線框內(nèi)通有電流I＝1A，并處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B＝2T中，AC=40cm，，求三角形框架各邊所受的安培力。BCD

3.一根長(zhǎng)為0.2m的電流為2A的通電導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到的安培力大小可能是

（

）A.0.4NB.0.2NC.0.1N D.0例題：如圖,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，垂直于電流方向且與導(dǎo)軌平面成θ角斜向下。求：棒MN所受的支持力大小和摩擦力大小。解析：對(duì)MN受力分析如圖，

對(duì)導(dǎo)體棒MN：

水平方向：Ff

＝Fsinθ

豎直方向：FN＝Fcosθ＋mg

又F＝ILB，

故M所受的支持力FN＝ILBcosθ＋mg所受摩擦力Ff＝ILBsinθBFNFfF安Gθ知識(shí)歸納：求解安培力作用下導(dǎo)體棒平衡問(wèn)題的基本思路刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴（軟鐵制成）、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯（軟鐵制成）。鐵芯、線圈和指針是一個(gè)整體可以轉(zhuǎn)動(dòng)。1.磁電式電流表的構(gòu)造思考：電流表的指針為什么最終能穩(wěn)定的指向某一刻度，且偏轉(zhuǎn)角度大小能反映電流大小？三、磁電式電流表2.磁電式電流表的原理思考：③為什么指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以說(shuō)明被測(cè)電流的強(qiáng)弱？④如何根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向來(lái)確定電路上電流的方向？⑤使用時(shí)要特別注意什么？②線圈為什么不一直轉(zhuǎn)下去？①線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)是怎樣產(chǎn)生的？FF

線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的軌跡圓上B大小處處相等

當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)B與I始終互相垂直磁場(chǎng)沿半徑方向F=ILB3.特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，可以測(cè)出很弱的電流。缺點(diǎn)：線圈導(dǎo)線很細(xì)，允許通過(guò)的電流很弱，測(cè)大電流應(yīng)進(jìn)行改裝。⑴電流和安培力成正比，所以電流表的刻度是均勻的；⑵電流方向改變，安培力方向也改變，線圈朝相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)：

安培力的方向