物理 第三章 磁场 3.4 通电导线在磁场中受到的力 新人教版选修3-1 .ppt

小魔术：隔空移物小魔术：隔空移物一、安培力的方向磁场方向和电流方向磁场方向和电流方向猜想：安培力的方向与哪些因素有关？猜想：安培力的方向与哪些因素有关？学生分组实验，验证猜想学生分组实验，验证猜想实验方法：控制变量法实验方法：控制变量法1、保持电流方向不变，改变磁场方向，观察受力方向是、保持电流方向不变，改变磁场方向，观察受力方向是否变化。否变化。2、保持磁场方向不变，改变电流方向，观察受力方向是、保持磁场方向不变，改变电流方向，观察受力方向是否变化。否变化。小组活动磁场方向磁场方向导体棒运动方向导体棒运动方向(向向AB或或向向CD)所受安培力方向所受安培力方向(向向AB或或向向CD)向下向上电流方向电流方向导体棒运动方向导体棒运动方向(向向AB或或向向CD)所受安培力放线所受安培力放线(向向AB或或向向CD)由A到B由B到A电流方向不变：由A到B磁场方向不变：竖直向下向向AB向向AB向向CD向向CD向向AB向向AB向向CD向向CD结论：安培力的方向与磁场方向和电流方向有关结论：安培力的方向与磁场方向和电流方向有关1、保持电流方向不变，改变磁场方向，观察受力方向是否变化。、保持电流方向不变，改变磁场方向，观察受力方向是否变化。2、保持磁场方向不变，改变电流方向，观察受力方向是否变化。、保持磁场方向不变，改变电流方向，观察受力方向是否变化。问题：安培力的方向问题：安培力的方向与电流方向、磁场方与电流方向、磁场方向遵循什么规律么？向遵循什么规律么？左手定则：伸出左手，左手定则：伸出左手，拇指与四指垂直位于同拇指与四指垂直位于同一平面，四指指向电流一平面，四指指向电流方向，磁感线从手心穿方向，磁感线从手心穿入，此时拇指所指方向入，此时拇指所指方向即为安培力的方向。即为安培力的方向。四指四指I I方向方向磁感线磁感线穿入手心穿入手心大拇指大拇指F F方向方向要要点点【例例例例1 1 1 1】画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。课堂练习课堂练习总结：安培力方向既垂直于磁场方向又垂总结：安培力方向既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，所以安培力垂直于电流与直于电流方向，所以安培力垂直于电流与磁场方向确定的平面磁场方向确定的平面.FFBI活动活动:将通电导线放入磁场，磁场对通电导线有安将通电导线放入磁场，磁场对通电导线有安培力作用。如果有两条相互平行、距离很近的通培力作用。如果有两条相互平行、距离很近的通电直导线，分别通以同方向、反方向的电流，观电直导线，分别通以同方向、反方向的电流，观察、分析所发生的现象，并标出导线所受安培力察、分析所发生的现象，并标出导线所受安培力的方向。的方向。电流方向相同时电流方向相同时电流方向相反时电流方向相反时？相互吸引相互吸引相互排斥相互排斥 当通电导线方向与磁场方向当通电导线方向与磁场方向平行平行时，通电导线不移动，时，通电导线不移动，所受的磁场的作用力所受的磁场的作用力 。为零为零探究安培力的大小探究安培力的大小 探究一：通电导线方向与磁场方向探究一：通电导线方向与磁场方向平行平行实验方法实验方法当当磁场与电流垂直磁场与电流垂直时，磁场力的大小与哪些因素有关？时，磁场力的大小与哪些因素有关？3 3、磁场的强弱、磁场的强弱猜想猜想？1 1、电流的大小、电流的大小2 2、通电导线的长度、通电导线的长度控制变量法控制变量法探究二：通电导线方向与磁场方向探究二：通电导线方向与磁场方向垂直垂直演示实验：演示实验：电流强度电流强度 张角张角安培力安培力安培力与电流强度的关系安培力与电流强度的关系（正相关或负相关）（正相关或负相关）增大保持B与L不变保持B与I不变长度长度张角张角安培力安培力 安培力与导线长度的关安培力与导线长度的关系（正相关或负相关）系（正相关或负相关）增大变大变大变大变大正相关正相关变大变大变大变大正相关正相关二、安培力的大小二、安培力的大小请同学们根据磁感应强度的定义式推导出安培力大小的决定式请同学们根据磁感应强度的定义式推导出安培力大小的决定式F=BIL问题：此等式成立是否有条件？问题：此等式成立是否有条件？此等式成立的条件：电流方向与磁场方向垂直此等式成立的条件：电流方向与磁场方向垂直问题：当电流方向与磁场方向平行时，所受的安培力为多大？问题：当电流方向与磁场方向平行时，所受的安培力为多大？此时的安培力为零此时的安培力为零问问题题：当当电电流流方方向向与与磁磁场场方方向向既既不不垂垂直直也也不不平平行行时时，所所受受的的安安培力为多大？培力为多大？探究：当电流方向与磁场方向既不垂直也不平行时，所探究：当电流方向与磁场方向既不垂直也不平行时，所受的安培力为多大受的安培力为多大BI B1 1B2B1=Bsin B2=Bcos F=B1IL=BILsin3 3）当当I I与与B B有夹角有夹角 时时，F F=BILBIL sinsin（将将B B分解成分解成B B和和B B，其中，其中F=BF=BIL=IL=BILsinBILsin）BI BIBI推广推广:1 1）当）当I I B B,F F=BILBIL2 2）当）当I I /B,B,F F=0 0L例题例题2：如图所示，在磁感应强度为：如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质量为，质量为0.1kg的金属棒的金属棒MN，此时弹簧伸，此时弹簧伸长长10cm，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？的大小和方向如何？MNIBMg=BIL FMgI=2A 方向水平向右方向水平向右小结小结安培力安培力1、概念：、概念：通电导体在磁场中受到的力称为通电导体在磁场中受到的力称为安培力安培力F2、方向：、方向：FB，F I，F垂直垂直I、B所在平面。所在平面。左手定则确定左手定则确定3、大小：、大小：F=BIL（电流方向与磁场方向垂直）（电流方向与磁场方向垂直）当当I I /B,B,F F=0 0 当当I I与与B B有夹角有夹角 时时，F F=BILBIL sinsin 高考链接高考链接电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行导轨之间电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行导轨之间自由移动，并与导轨保持良好接触。电流从一条轨道流入，通过自由移动，并与导轨保持良好接触。电流从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条导轨流回。导轨电流可形成在弹体出垂直于导电弹体后从另一条导轨流回。导轨电流可形成在弹体出垂直于弹轨面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度与电流强度弹轨面的磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度与电流强度I成正成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的加速度变为原来的弹体的加速度变为原来的2倍，理论上可采用的方法是（倍，理论上可采用的方法是（）A、只将电流强度变为原来的、只将电流强度变为原来的2倍倍 B、只将电流强度变为原来、只将电流强度变为原来 倍倍C、只将弹体的质量变为原来的一半、只将弹体的质量变为原来的一半 D、只将弹体的长度变为原来的、只将弹体的长度变为原来的2倍倍BC