gg高级中学物理课件教材探究磁场对电流的作用.ppt

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1、第6章,第1节,新知预习 巧设计,名师课堂 一点通,创新演练 大冲关,读教材填要点,要点一,要点二,随堂检测 归纳小结,课下作业 综合提升,试身手夯基础,要点三,1知道安培力的概念，会用FIlB计 算安培力大小。 2知道左手定则，会用左手定则判断 安培力的方向。 3了解磁电式电流表的构造及原理。,读教材填要点 一、安培力的大小 1定义 对电流的作用力称为安培力。 2安培力的大小 F ，式中是B与I的夹角。 3注意 (1)当0或180时，即B与I平行，F 。 (2)当90时，即B与I垂直，F最大，F 。,磁场,BIlsin,Bil,0,二、安培力的方向 1安培力方向的判定 用 定则。 2左手定则

2、 伸开左手，让拇指与其余四个手指垂 直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂 直穿过手心，四指指向 ，这时 所指的方向就是通电直导线在磁场中 所受安培力的方向。(如图611所示),左手,图611,电流方向,拇指,关键一点F安I、F安B，但B与I不一定垂直。即F安B、I所决定的平面。 三、安培力就在你身边 1电流计 电流计的指针发生偏转，是在 的作用下产生的，而通过指针的偏转角度可知道 的大小。 2电动机 电动机转子的转动是由于通电线圈在磁场中受 作用产生的。,安培力,电流,安培力,试身手夯基础 1下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是 () A通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大 B通电导线在

3、磁感应强度大的地方所受安培力一定大 C放在匀强磁场中各处的通电导线，所受安培力大小 和方向处处相同 D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线 所受安培力的大小和方向无关,解析：因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关。所以A选项错，D选项正确。因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故B选项错。在匀强磁场中如果导线在各个位置的方向不同，安培力是不相同的，所以C选项错。 答案：D,2请根据图612中给出的条件，运用左手定则，求出 各图中第三个物理量的方向。,图612,答案：甲：F垂直纸面向里乙：F垂直于I斜向右

4、下方,3地球赤道上地磁场的磁感应强度大约是4.0105T，一 根长为500 m的电线，电流为10 A，试求导线受到的磁场力的范围是多少？ 解析：当电线的放置方式与磁场平行时，不受安培力作用，F0。当电线的放置方式与磁场垂直时，安培力最大，FmaxBIl0.2 N。故导线受到的磁场力范围：0F0.2 N。 答案：0F0.2 N,1安培力的大小 长为l的导体，放在匀强磁场B中，通入电流I。按不同的方式放在磁场中时，所受的安培力不同，如图613所示为在三种情况下导体所受安培力的情况。,图613,2公式FBIl中l指的是“有效长度” 弯曲导线的有效长度l，等于连接两端点线段的长度(如图614)；相应的

5、电流沿l由始端流向末端。,图614,3磁场与电流不垂直时安培力的计算 若磁场和电流成角时，如图615所 示。可以将磁感应强度B正交分解成B Bsin和BBcos，而B对电流是没有作 用的。 FIlBIlBsin，即FIlBsin。,图615,名师点睛 (1)公式FIlBsin中是B和I方向的夹角，不能盲目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析。 (2)公式FIBlsin中的lsin也可以理解为垂直于磁场方向的“有效长度”。 (3)用公式计算安培力适用于电流处于匀强磁场中。,1.如图616所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力。,图6

6、16,思路点拨,计算通电导线的安培力时要注意以下几点： (1)正确地确定B、I的方向及B与I的夹角。 (2)正确地确定导线的有效长度l的大小。 (3)注意公式FIlBsin的适用条件。,(1)安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面。在判断时首先确定磁场与电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。 (2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心。,(3)注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系：安培力的方向总是与磁场的方向

7、垂直，而电场力的方向与电场的方向平行。,名师点睛 (1)FI，FB，但B与I不一定垂直。 (2)要注意左手定则判定的是磁场对电流作用力(即安培力)的方向，而不一定是载流导体运动的方向，载流导体是否运动，还要视它所处的具体情况而定。,2.请画出在图617所示的甲、乙、丙三种情况下，导线受到的安培力的方向。,图617,思路点拨,解析画出甲、乙、丙三种情况的侧面图，利用左手定则判定出在甲、乙、丙三种情况下，导线所受安培力的方向如图所示。,答案见解析,(1)运用左手定则判定安培力的方向时，注意图形的转化，将抽象的立体图形转化为便于受力分析的图形。 (2)运用左手定则时，无论B、I是否垂直，一定要让磁感

8、线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则拇指所指方向即为安培力的方向。,不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁场来实现的，因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后结合左手定则准确判断导线的受力情况或将要发生的运动，在实际操作过程中，往往采用以下几种方法：,名师点睛 (1)判断通电线圈等在磁场中的转动情况，要寻找具有对称关系的电流元。 (2)利用特殊位置法要注意所选的通电导体所在特殊位置的磁场方向。,3.如图618所示，把一通电直导 线AB放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自 由移动，当导线中通过如图所示方向的电流I时， 试判断导线的运动情况。,图618,思路点拨,解析根据图甲所示的

9、导线所处的 特殊位置判断其转动情况，将导线AB 从N、S极的中间O分成两段，AO、BO 段所处的磁场方向如图中所示。由左手 定则可得AO段受安培力的方向垂直纸面向外，BO段受安培力的方向垂直纸面向里，可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动。,再根据导线转过90时的特殊位置判断其上下运动情况。如图乙所示，导线AB此时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动。所以，导线在转动的同时还要向下运动。 答案从上向下看逆时针转动，同时向下运动,分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤： (1)画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况； (2)用左手定则确定各段通电导线所受安培力； (3)据初速度方向结

10、合牛顿运动定律确定导体的运动情况。,1(对应要点一)如图619所示， 一段导线abcd位于磁感应强度大 小为B的匀强磁场中，且与磁场方 向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd135，流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。则导线abcd所受到的磁场的作用力的合力为 (),图619,答案：A,2(对应要点二)在如图6110所示的各图中，表示磁场 方向、电流方向及导线受力方向的图示正确的是(),图6110,解析：本题考查用左手定则判断安培力的方向。根据左手定则，四指指向电流方向，让磁感线垂直穿入手心，则大拇指所指的方向即是安培力的方向，只有A符合左手定则。故正确

11、答案为A。 答案：A,3(对应要点三)一个可以自由运动的线圈L1和 一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两 个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图61 11所示的电流时，从左向右看，则线圈L1 将 () A不动B顺时针转动 C逆时针转动 D向纸面内平动,图6111,解析：法一：利用结论法 环形电流I1、I2之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得线圈L1的转动方向应是：从左向右看顺时针转动。,法二：等效分析法 把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I2的中心。通电后，小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁场方向。由安培定则知线圈L2产生的磁场方向在其内部为竖直向

12、上，线圈L1等效成小磁针后转动前，N极指向纸内，因此应由向纸内转为向上。所以从左向右看，线圈L1顺时针转动。,法三：直线电流元法 把线圈L1沿转动轴分成上下两部分，第一部分又可以看成无数直线电流元，电流元处在线圈L2产生的磁场中，据安培定则可知各电流元所在处磁场方向向上，由左手定则可知，上部电流元所受安培力均指向纸外，下部电流元所受安培力均指向纸内，因此从左向右看线圈L1顺时针转动。,答案：B,（1）公式FBIl的适用条件是匀强磁场、B与I垂直。若不垂直，应将导体长度(l)向垂直于磁场方向投影，即求有效长度。 (2)F总是垂直于B和I，但B和I却不一定垂直。 （3）安培力、磁场的方向、电流三者构成立体图形，因而不易看清受力情况。故解题关键是画出导体受力的平面图，在平面内对电流受力分析，使问题简化。 （4）判断安培力作用下的运动方向的题目，熟练掌握不同的方法进行分析判断。在具体问题中灵活运用,点击下图进入课下作业 综合提升,