《探究安培力》參考課件

第三章磁場第三節(jié)探究安培力

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欄目鏈接1．通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識安培力，會用左手定則判斷安培力的方向，會計(jì)算勻強(qiáng)磁場中安培力大?。?．理解磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，會用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算．3．知道磁通量，能計(jì)算穿過某面積的磁通量．

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欄目鏈接

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欄目鏈接1．安培力．(1)磁場對電流的________，叫安培力．(2)大小計(jì)算．①當(dāng)B、I、L兩兩垂直時(shí)，________.若B與I(L)夾角為θ，則_____________．當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場垂直時(shí)，導(dǎo)線所受安培力最大，F(xiàn)max＝________，當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場平行時(shí)，導(dǎo)線所受的安培力最小，F(xiàn)min＝________.作用力

F＝BIL

F＝BILsinθ

BIL

0

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欄目鏈接②彎曲導(dǎo)線的有效長度L，等于兩端點(diǎn)所連直線的長度，相應(yīng)的電流方向沿L由_____________[如圖(1)所示]；任意形狀的閉合線圈，其有效長度L＝0，所以通電后在勻強(qiáng)磁場中，受到的安培力的矢量和____________[如圖(2)所示]．③公式的適用條件：________.始端流向末端一定為零

勻強(qiáng)磁場

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欄目鏈接(3)方向判定．用左手定則判定：伸開________，使大拇指跟其余四個(gè)手指________，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使________指向電流的方向，那么，________所指方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力的方向．左手

垂直

四指拇指

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欄目鏈接2．磁感應(yīng)強(qiáng)度．(1)物理意義：描述____________的物理量．(2)方向：小磁針靜止時(shí)________所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，簡稱為___________．(3)定義式：B＝F/IL.(4)單位：特斯拉，簡稱特(T)．注意：磁感應(yīng)強(qiáng)度反映磁場本身的特征，其值決定于磁場．其值與放入的檢驗(yàn)電流的電流大小、導(dǎo)線長度、擺放方向、檢驗(yàn)電流是否受到磁場力及檢驗(yàn)電流是否存在等均無關(guān)系．磁場強(qiáng)弱

N極

磁場方向

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欄目鏈接3．勻強(qiáng)磁場．在磁場的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，如果各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度__________都相同，這個(gè)區(qū)域內(nèi)的磁場叫勻強(qiáng)磁場．在勻強(qiáng)磁場中，磁感線是_______________的直線．4．磁通量．(1)定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與______________________的乘積叫做穿過這個(gè)面的磁通量．(2)定義式：Φ＝BS.大小和方向

一組平行且等距垂直于磁場方向的面積S

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欄目鏈接注意：公式Φ＝BS中的B應(yīng)是勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，S是與磁場方向垂直的面積，因此可以理解為Φ＝BS⊥.如果平面與磁場方向不垂直，應(yīng)把面積S投影到與磁場垂直的方向上，求出投影面積S⊥，代入到Φ＝BS⊥中計(jì)算，應(yīng)避免硬套公式Φ＝BSsinθ或Φ＝BScosθ.

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欄目鏈接(3)單位．在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡稱韋．符號：Wb,1Wb＝1T·m2.(4)磁通密度：由Φ＝BS得B＝，B叫做磁通密度．單位：Wb/m2，單位關(guān)系：1T＝1Wb/m2＝1N/(A·m)．

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欄目鏈接注意：①磁通量是________，但有正，負(fù)；當(dāng)磁感線從某一平面穿入時(shí)，若規(guī)定Φ為正值，則磁感線從另一面穿入時(shí)，Φ為負(fù)值．②磁通量是表示穿過某平面的__________________，在今后的應(yīng)用中往往會根據(jù)穿過平面的凈磁感線條數(shù)的多少來定性判斷穿過該面的Φ的大?。畼?biāo)量

磁感線的條數(shù)的多少

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欄目鏈接

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欄目鏈接考點(diǎn)一安培力方向的判斷及大小的計(jì)算

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欄目鏈接(1)用左手定則判斷．若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與電流方向不垂直,可將磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為與電流垂直分量和平行分量．(2)利用電流元分析法，要在合適的位置選取電流元．

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欄目鏈接例1如圖所示，通電直導(dǎo)線A與圓形通電導(dǎo)線環(huán)B固定放置在同一水平面上，通有如右圖所示的電流時(shí)，通電直導(dǎo)線A受到水平向________的安培力作用，當(dāng)A、B中電流大小保持不變，但同時(shí)改變方向時(shí)，通電直導(dǎo)線A所受的安培力方向水平向________．

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欄目鏈接解析：利用安培定則先判定出B產(chǎn)生的磁場(磁感線)情況，再利用左手定則判定直導(dǎo)線A受到的安培力水平向右；當(dāng)A、B中電流同時(shí)改變方向時(shí)，通電直導(dǎo)線A受到的安培力方向仍水平向右．分析方法上，也可采用靠近部分電流“同向相吸，反向排斥”來判斷，結(jié)果相同．答案：右右練習(xí)

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欄目鏈接1．如下圖所示，分別標(biāo)出了磁場方向和電流方向，試標(biāo)出導(dǎo)線受力方向．答案：略

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欄目鏈接例2將長為1m的導(dǎo)線ac，從中點(diǎn)b折成如圖所示形狀，放入B＝0.08T的勻強(qiáng)磁場中，abc平面與磁場垂直，若在導(dǎo)線abc中通入25A的直流電，則整個(gè)導(dǎo)線所受安培力大小為F，求F.

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欄目鏈接練習(xí)

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欄目鏈接2．一根長0.2m、通有2.0A電流的通電直導(dǎo)線，放在磁感強(qiáng)度為0.50T的勻強(qiáng)磁場中，受到安培力大小不可能是(

)A．0N

B．0.10N

C．0.20N

D．0.40ND考點(diǎn)二磁感應(yīng)強(qiáng)度

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欄目鏈接磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場力的性質(zhì)的物理量，是采用比值的方法來定義的，該公式是定義式而不是決定式，磁場中各處的B值是唯一確定的，與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電流的大小、方向等無關(guān)．實(shí)驗(yàn)表明：磁場力方向是與磁場方向垂直的．

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欄目鏈接例3下列說法正確的是(

)A．磁場中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以這樣測定：把一小段通電導(dǎo)線放在該點(diǎn)，受到的磁場力F與該導(dǎo)線的長L、通過的電流I乘積的比值，即B＝B．通電導(dǎo)線在某點(diǎn)不受磁場力的作用，則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝只是定義式，它的大小取決于場源以及導(dǎo)線在磁場中的位置，與F、I、L以及通電導(dǎo)線在磁場中的方向無關(guān)D．通電導(dǎo)線所受磁場力的方向就是磁場的方向

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欄目鏈接解析：根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，通電導(dǎo)線應(yīng)為“在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線”，只有在這個(gè)方向?qū)Ь€所受磁場力才最大，本題選項(xiàng)A未注明導(dǎo)線放置的方向，所以是錯(cuò)誤的，通電導(dǎo)線若放置方向與電流平行時(shí)，也不受磁場力作用，所以選項(xiàng)B也是錯(cuò)誤的，在磁場場源穩(wěn)定的情況下，磁場內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(含大小和方向)都是唯一確定的，與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電流的大小，方向等無關(guān)，選項(xiàng)C正確，根據(jù)左手定則，磁場力方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：C練習(xí)

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欄目鏈接3．關(guān)于安培力、磁感應(yīng)強(qiáng)度的有關(guān)說法，正確的是(

)A．通電導(dǎo)體不受磁場力作用的地方一定沒有磁場B．將I、L相同的通電導(dǎo)體放在同一勻強(qiáng)磁場的不同位置，受安培力一定相同C．磁感線指向磁感應(yīng)強(qiáng)度減小的方向D．以上說法都不正確練習(xí)

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欄目鏈接解析：由F＝BILsinθ，當(dāng)I∥B時(shí)，F(xiàn)＝0，此時(shí)通電導(dǎo)線不受磁場力，但導(dǎo)線處有磁場，故A錯(cuò)；如果I、L相同，放在同一勻強(qiáng)磁場中因放置角度不同，安培力也可能不同，故B錯(cuò)；在勻強(qiáng)磁場中沿磁感線方向磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，故C錯(cuò)，正確答案為D.答案：D考點(diǎn)三磁通量

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欄目鏈接當(dāng)面積S和勻強(qiáng)磁場方向垂直時(shí)Φ＝BS，不垂直應(yīng)取垂直于磁場方向的有效面積，磁通量是有正負(fù)的，可以認(rèn)為磁感線穿入時(shí)為正，穿出時(shí)為負(fù)．

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欄目鏈接例4如圖所示的磁場中，有三個(gè)面積相同且相互平行的線圈S1、S2和S3，穿過S1、S2和S3的磁通量分別為Φ1、Φ2和Φ3，下列判斷正確的是(

)A．Φ1最大 B．Φ2最大C．Φ3最大 D．Φ1＝Φ2＝Φ3

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欄目鏈接解析：從圖中看出，線圈S3穿過的磁感線條數(shù)最多，所以磁通量最大．故A、B、D錯(cuò)誤，C正確．故選C.答案：C練習(xí)

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欄目鏈接4．如右圖所示，豎直通電直導(dǎo)線旁有一圓線圈，其平面與直導(dǎo)線在同一平面內(nèi)．當(dāng)圓線圈逐漸遠(yuǎn)離直導(dǎo)線時(shí)，穿過圓線圈平面的磁通量將(

)A．不變B．減少C．增多D．前三者均不正確B

考點(diǎn)四安培力的特點(diǎn)與左手定則

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欄目鏈接題型1：已知通電導(dǎo)線的長度L，電流I的大小和方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向，請指出安培力的大小和方向．題型2：已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向和安培力的方向，請判斷出電流的方向．練習(xí)

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欄目鏈接5．由下列圖示的已知量，判斷電流或安培力的方向．總結(jié)：利用左手定則判斷安培力方向后應(yīng)該檢查一下F是否垂直B和I確定的平面．考點(diǎn)五安培力綜合分析F＝BLIsinα(α為B、L間的夾角)，高中只要求掌握α＝0(不受安培力)和α＝90°兩種情況．例6如圖所示，一根長為0.2m的金屬棒放在傾角為θ＝37°的光滑斜面上，并通以I＝5A電流，方向如圖所示，整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.6T，豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，金屬棒恰能靜止在斜面上，則該棒的重力為多少？

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欄目鏈接解析：金屬棒受力如圖所示，

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欄目鏈接由平衡條件得：沿斜面方向有：Fcosθ＝Gsinθ①棒所受的磁場力為：F＝BIL②由①②解得棒的重力為：答案