探究安培力公开课学习教案.pptx
会计学1探究探究(tnji)安培力公开课安培力公开课第一页，共24页。安培力安培力磁场对电流磁场对电流(dinli)的作用力称为安的作用力称为安培力。培力。一、安培力的方向一、安培力的方向(fngxing)(fngxing)左手定则：左手定则：伸伸开开左左手手，使使大大拇拇指指与与四四指指在在同同一一个个平平面面内内并并跟跟四四指指垂垂直直(chuzh)(chuzh)，让让磁磁感感线线垂垂直直(chuzh)(chuzh)穿穿入入手手心心，使使四四指指指指向向电电流流的的方方向向，这这时时大大拇拇指指所所指指的的就就是是通通电电导导体体所所受受安安培培力力的的方向。方向。第1页/共24页第二页，共24页。例题例题例题例题(lt)1:(lt)1:(lt)1:(lt)1:画出图中第三者的画出图中第三者的画出图中第三者的画出图中第三者的方向方向方向方向由左手定则由左手定则(dn z)(dn z)作作答答【注意【注意(zh y)(zh y)】安培力的方向永远与导线垂直。】安培力的方向永远与导线垂直。F垂直纸面向里垂直纸面向里第2页/共24页第三页，共24页。2、判断下列通电导线在磁场中受力方向、判断下列通电导线在磁场中受力方向(fngxing)、电流方向、电流方向(fngxing)、磁场方向、磁场方向(fngxing)。SNFFFF第3页/共24页第四页，共24页。FBBFIBB F不受力不受力不受力不受力1、请判断各图中安培力或电流或磁场、请判断各图中安培力或电流或磁场(cchng)方向方方向方向向安培力垂直安培力垂直(chuzh)纸纸面向里面向里第4页/共24页第五页，共24页。1、在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线、在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线(doxin)中电流中电流I的方向，以及通电直导线的方向，以及通电直导线(doxin)所受安培力所受安培力F的方向，其中正确的是的方向，其中正确的是()CF不受力不受力安培力垂直安培力垂直(chuzh)纸纸面向外面向外第5页/共24页第六页，共24页。例题例题2:2:画出图中通电导线画出图中通电导线(doxin)(doxin)棒所受安培力棒所受安培力的方向。的方向。由左手由左手(zushu)(zushu)定则作答。定则作答。注意注意:安培力的方向安培力的方向(fngxing)(fngxing)永远与永远与导线垂直。导线垂直。F安安F安安F安安第6页/共24页第七页，共24页。Bmg（1）BF安安mgN（2）（3）F安安mgF安安N第7页/共24页第八页，共24页。同向电同向电流流(dinli)反向反向(fn xin)电流电流FFFF结论：通同向电流相吸引结论：通同向电流相吸引(xyn)，异向电流相，异向电流相排斥排斥例题例题3:3:两条平行直通电导线间相互作用两条平行直通电导线间相互作用第8页/共24页第九页，共24页。6、如如图图所所示示，两两根根相相互互平平行行的的长长直直导导线线位位于于图图中中纸纸面面内内，导导线线中中通通有有大大小小相相等等、方方向向相相反反(xingfn)的的电电流流，导线导线a、b所受的安培力所受的安培力Fa、Fb 的方向是（的方向是（）AFa向左，向左，Fb向右，向右，BFa向左，向左，Fb向左向左C两力都垂直纸面，两力都垂直纸面，Fa向里，向里，Fb向外向外D两力都垂直纸面，两力都垂直纸面，Fa向外，向外，Fb向里向里反向反向(fn xin)电电流排斥流排斥A第9页/共24页第十页，共24页。2、如图，、如图，ab为一条竖直放置的可自由为一条竖直放置的可自由(zyu)运动的通运动的通电直导线，在它的正右方有一个通有逆时针方向电流电直导线，在它的正右方有一个通有逆时针方向电流的方形导线框，则的方形导线框，则ab将将()A.向左平动向左平动 B.向右平动向右平动 端向纸里，端向纸里，b端向纸外运动端向纸外运动 D.以中点为轴沿顺时针方向运动以中点为轴沿顺时针方向运动A同向电流同向电流(dinli)相吸引相吸引第10页/共24页第十一页，共24页。3、如图，两根直导线、如图，两根直导线AB、CD互相垂直，但相隔互相垂直，但相隔一小段距离，其中一小段距离，其中AB是固定的，是固定的，CD能自由转动，能自由转动，当电流按图示箭头当电流按图示箭头(jintu)方向通过两条导线时，方向通过两条导线时，CD导线将导线将()A.顺时针转动，同时靠近顺时针转动，同时靠近AB B.顺时针转动，同时离开顺时针转动，同时离开AB C.逆时针转动，同时靠近逆时针转动，同时靠近AB D.逆时针转动，同时离开逆时针转动，同时离开ABCABCDABACDCCCFF第11页/共24页第十二页，共24页。4、如图，在条形磁铁的、如图，在条形磁铁的S极附近悬挂一个环形线极附近悬挂一个环形线圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面内，当线圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中通以沿图示逆时针方向电流时，从上往下看圈中通以沿图示逆时针方向电流时，从上往下看,线圈将线圈将()A顺时针方向转动顺时针方向转动(zhun dng)，同时靠近磁铁，同时靠近磁铁 B顺时针方向转动顺时针方向转动(zhun dng)，同时离开磁铁，同时离开磁铁 C逆时针方向转动逆时针方向转动(zhun dng)，同时靠近磁铁，同时靠近磁铁 D逆时针方向转动逆时针方向转动(zhun dng)，同时离开磁铁，同时离开磁铁A第12页/共24页第十三页，共24页。5、蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流、蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流I 的轻的轻质直导线质直导线ab，则，则ab运动的情况是运动的情况是()端转向端转向(zhunxing)纸外，纸外，b端转向端转向(zhunxing)纸里，同纸里，同时向下运动时向下运动端转向端转向(zhunxing)纸外，纸外，b端转向端转向(zhunxing)纸里，同纸里，同时向上运动时向上运动端转向端转向(zhunxing)纸里，纸里，b端转向端转向(zhunxing)纸外，同纸外，同时向上运动时向上运动端转向端转向(zhunxing)纸里，纸里，b端转向端转向(zhunxing)纸外，同纸外，同时向下运动时向下运动A第13页/共24页第十四页，共24页。二、安培力的大小二、安培力的大小(dxio)(dxio)磁磁感感应应强强度度定定量量描描述述磁磁场场强强弱弱(qin ru)和和方方向向的的物物理理量。量。物物理理学学规规定定：当当通通电电导导线线与与磁磁场场方方向向垂垂直直时时，通通电电导导线线所所受受的的安安培培力力F 跟跟电电流流I 和和导导线线的的乘乘积积IL的的比比值值叫叫做做磁磁感感应应强强度度。用用B表示。表示。即：即：单位单位(dnwi)(dnwi)：特斯：特斯拉（拉（T T）【猜想与验证猜想与验证】影响安培力的因素影响安培力的因素 磁场的强弱磁场的强弱 电流的大小电流的大小 电流的长度电流的长度第14页/共24页第十五页，共24页。1.当电流当电流(dinli)与磁场方向垂直时，与磁场方向垂直时，F=ILB2.当电流与磁场当电流与磁场(cchng)方向夹方向夹角时，角时，F=ILBsin安培力的大小安培力的大小(dxio)第15页/共24页第十六页，共24页。例例7、如如图图所所示示，金金属属导导轨轨MN、PQ互互相相平平行行放放在在同同一一(tngy)水水平平面面上上，其其电电阻阻不不计计。直直导导线线ab与与导导轨轨垂垂直直放放置置，其其电电阻阻为为，导导轨轨间间距距L=10cm。导导轨轨所所在在区区域域处处在在匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向竖竖直直向向下下，磁磁感感应应强强度度。电电源源电电动动势势E=15V，内内电电阻阻r=0.18,电电阻阻。电电键键S接接通通后后ab仍仍静静止止不不动动，求求ab所受所受摩擦力的大小和方向。摩擦力的大小和方向。F安f第16页/共24页第十七页，共24页。解解：设设直直导导线线ab的的电电阻阻为为R，R与与R并并联联的的总总电电阻阻为为 R并并=RR/(R电路接通电路接通(ji tn)后，总电流为后，总电流为I=/（R并并+r）通过直导线通过直导线ab的电流为的电流为I=IR并并/R直直导导线线ab所所受受的的静静摩摩擦擦力力与与安安培培力力大大小小相相等等、方方向相反向相反f=BIL=4.810-2N，方向向左，方向向左F安f第17页/共24页第十八页，共24页。例例题题4：如如图图所所示示：在在磁磁感感应应强强度度为为的的匀匀强强磁磁场场中中，用用两两根根等等长长的的细细线线悬悬挂挂一一根根质质量量为为、长长度度为为米米m导导体体棒棒MN。要要使使细细线线的的拉拉力力为为零零，求求导导体体棒棒中中要要通通过过电电流流(dinli)大大小小和和方方向向？（可可以以忽忽略略细细线的质量；线的质量；g=10米米/秒秒2。）。）F安安=G 时时 即即 BIL=mg解：要使细线的拉力解：要使细线的拉力(ll)为零为零,则导体棒中需要通过由则导体棒中需要通过由MN方向方向 mgF安安第18页/共24页第十九页，共24页。例例5：如图，：如图，MN、PQ为光滑金属导轨，为光滑金属导轨，ab为金属棒，与为金属棒，与电源电源(dinyun)组成闭合电路，该装置在竖直平面内，组成闭合电路，该装置在竖直平面内，为使为使ab静止，可将该装置放在匀强磁场中，已知：电源静止，可将该装置放在匀强磁场中，已知：电源(dinyun)电动势，金属棒电阻电动势，金属棒电阻R=3(电路中其他电阻电路中其他电阻不计不计)，金属棒的质量，金属棒的质量m=30克，长度克，长度d=50cm，两金属轨，两金属轨道的宽度道的宽度L=30cm，求磁感应强度的大小和方向。，求磁感应强度的大小和方向。MNPQab第19页/共24页第二十页，共24页。例例6：通通电电直直导导线线质质量量为为m沿沿水水平平方方向向放放在在倾倾角角为为a的的光光滑滑斜斜面面上上，图图中中圆圆圈圈(yunqun)表表示示导导线线的的横横截截面面，匀匀强强磁磁场场的的方方向向竖竖直直向向上上，磁磁感感应应强强变变为为B，导导线线在在磁磁场场中中的的长长度度为为L。要使导线静止在斜面上，导线中的电流大小。要使导线静止在斜面上，导线中的电流大小 ，方方向向 。F安安BBmgNBBaamgNF安安第20页/共24页第二十一页，共24页。练习练习1 1、A A，m m。kgkg。求：。求：（1 1）判定磁场方向）判定磁场方向(fngxing)(fngxing)？（2 2）导线受到的安培力为多大？）导线受到的安培力为多大？（3 3）匀强磁场的磁感应强度？）匀强磁场的磁感应强度？B I m 30300 0第21页/共24页第二十二页，共24页。练习练习2 2、电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如、电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，图所示，19821982年，澳大利亚国立大学制成了能把的年，澳大利亚国立大学制成了能把的弹体（包括金属杆弹体（包括金属杆EFEF的质量）加速到的质量）加速到10km/s10km/s的电磁的电磁炮（常规炮弹的速度约炮（常规炮弹的速度约2km/s2km/s），若轨道宽），若轨道宽2m2m，长为，长为100m100m，通以恒定电流，通以恒定电流10A10A，则轨道间所加匀强磁场的，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（不计轨道摩擦（不计轨道摩擦(mc),(mc),设运动中安培力恒定）设运动中安培力恒定）55T,1.1107 W 第22页/共24页第二十三页，共24页。再再再再见见见见(z z i ij ji i n n)第23页/共24页第二十四页，共24页。
