人教版高中物理选修3-1第三章第4节通电导线在磁场中受到的力(共29张PPT).ppt
3.4通电导线在磁场中受到的力,1、知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向，并能用左手定则解答有关问题2、学会用公式F=BIL计算安培力的大小,教学目标,演示：按照右图所示进行实验。1、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。,通电导线在磁场中受到的力称为安培力,一、安培力的方向,2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化,课堂探究,F、B、I方向关系,示意图,安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面,左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感应线从掌心进入,并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向,遵循左手定则,示意图,安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面,1.画出图中通电导线所受力的方向。,I,B,课堂训练,2.画出图中通电导线所受力的方向。,课堂训练,我们曾提到两条互相平行的通电直导线，当通以同向电流时互相吸引，而通以反向电流时会互相排斥，试用刚学的知识解释。,A的磁场,C的磁场,B的磁场,D的磁场,合作探究,（1）在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。,问题:如果既不平行也不垂直呢？,二、安培力的大小,即：F=ILB,（2）平行时：F0,把磁感应强度B分解为两个分量：,一个分量与导线垂直B1=Bsin,另一分量与导线平行B2=Bcos,平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定,即F=ILB1,F=ILBsin,二、安培力的大小,将B1=Bsin代入得,通电直导线与磁场方向不垂直的情况,对公式的理解：,F安不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关,解决：B与I不垂直，分解B或把L朝垂直B方向投影,F安BIL,只适用匀强磁场,FILB,当BI时,F0,当BI时,F=BIL,F=BIL中的L为有效长度，当导线弯曲时，L是导线两端点的连线长度,试指出下述各图中的安培力的大小。,思考与讨论,3.将长度为20cm，通有0.1A电流的直导线放入匀强磁场中，电流与磁场方向如图，已知磁感应强度为1T，试求出下列各图中导线所受的安培力的大小和方向。,课堂训练,4.如图所示导体框中电流为I，导体框垂直于磁场放置，磁场磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则在图甲、乙两种情况下，导体棒MN和MON受到的安培力为多少？(图乙中MN连线垂直于框架AB、CD),课堂训练,5.如图所示,在倾角为的光滑斜面上,有一导体棒，电流为I,长为L,质量为m，在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度B为_.,B=mgtan/IL,课堂训练,扩展1：欲使它静止在斜面上,外加磁场的磁感应强度B的最小值为_,方向_.,mgsin=BIL,B=mgsin/IL,B,课堂训练,1、电流表的构造,最基本的部分是磁铁和放在磁铁两级间的线圈。,三、磁电式电流表,2、电流表的工作原理:,（1）当电流通过线圈时，线圈左右两边都要受到方向相反的安培力，使线圈发生转动，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，反抗线圈转动。,（3）蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，表盘的刻度就是均匀的了。,（2）电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。,3、磁电式电流表的特点,1）表盘的刻度均匀，I。2）灵敏度高，但过载能力差。3）满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。,（1）绳子拉力_(变大,变小,不变)（2）桌面对磁铁的支持力_（3）桌面对磁铁的摩擦力_(有,无).,变大,变小,无,桌面对磁铁的摩擦力_(有,无)方向_.,有,水平向右,课堂训练,6、两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（）A.顺时针方向转动，同时靠近abB.逆时针方向转动，同时离开abC.顺时针方向转动，同时离开abD.逆时针方向转动，同时靠近ab,D,课堂训练,课堂训练,8.如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会(),A.纵向收缩,径向膨胀B.纵向伸长,径向膨胀C.纵向伸长,径向收缩D.纵向收缩,径向收缩,纵向,A,课堂训练,9.通电直导线附近有一个小的通电闭合矩形线圈abcd，直导线AB和线框在同一平面内放置，若电流I2沿顺时针方向，则小线框的运动情况是（）A向右运动B静止不动C向左运动D发生转动，同时向远离直导线方向运动,C,课堂训练,10.如图10所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线当导线中通以由外向内的电流时（）,图10A磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力减小B磁铁受到向右的摩擦力，且对桌面的压力减小C磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大D磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变,课堂训练,11.如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是(),A静止不动B向纸外平动CN极向纸外，S极向纸内转动DN极向纸内，S极向纸外转动,C,课堂训练,12.如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果ab静止在水平导轨上。若磁场方向与水平导轨成角，求：（1）棒ab受到的摩擦力；（2）棒对导轨的压力。,课堂训练,课堂训练,课堂小结,1、安培力的方向的判定（左手定则）2、安培力大小的计算3、公式的应用技巧,作业布置,
