磁场对电流的作用力分解知识讲解.ppt

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1、磁场对电流的作用力分解（3）通电螺线管：）通电螺线管：右手握住螺线管，让右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线的方向。指所指的方向就是螺线管内部的磁感线的方向。直导线直导线环形导线环形导线通电螺线管通电螺线管导入新课导入新课我们知道，电荷在电场中会受到电场力的我们知道，电荷在电场中会受到电场力的作用，那么，对于我们已知道的通电导线，它作用，那么，对于我们已知道的通电导线，它是否也受到力的作用呢？是否也受到力的作用呢？磁场磁场磁场磁场磁场力磁场力磁场力磁场力F F磁场的强弱磁场的强弱磁场的强弱磁场的强弱

2、电流电流电流电流磁体磁体磁体磁体 磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度今天，就让我们共同去探究通电导线今天，就让我们共同去探究通电导线在磁场中的受力情况！在磁场中的受力情况！教学目标教学目标知识与能力知识与能力1知道什么是磁场力，掌握分析磁场力的方知道什么是磁场力，掌握分析磁场力的方法。法。2理解磁感应强度理解磁感应强度B的定义式物理意义，知的定义式物理意义，知道磁感应强度的单位是特斯拉。知道用磁感线的道磁感应强度的单位是特斯拉。知道用磁感线的疏密程度可以形象地表示磁感应强度的大小。疏密程度可以形象地表示磁感应强度的大小。3会用会用FBIL进行磁场力的计算。进行磁场力的计算。过程与方法过程

3、与方法 1通过演示磁场对电流的作用的实验，使通过演示磁场对电流的作用的实验，使学生进一步掌握控制变量法。学生进一步掌握控制变量法。2通过学习左手定则，理解磁场方向、电通过学习左手定则，理解磁场方向、电流方向和磁场力方向三者之间的关系，培养学流方向和磁场力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力。生空间想象能力。情感态度与价值观情感态度与价值观通过介绍物理学家安培取得辉煌成就的原因是通过介绍物理学家安培取得辉煌成就的原因是靠勤奋自学、刻苦钻研的顽强意志，让学生感受物靠勤奋自学、刻苦钻研的顽强意志，让学生感受物理学家们的人格美、情操美。理学家们的人格美、情操美。教学重难点教学重难点重点重点1磁场力

4、的表示方法及大小。磁场力的表示方法及大小。2磁感应强度大小及方向。磁感应强度大小及方向。3左手定则。左手定则。难点难点1磁场力、磁感应强度。磁场力、磁感应强度。2左手定则。左手定则。本节导航本节导航一磁场力一磁场力二磁场力的方向二磁场力的方向一磁场力一磁场力实验实验实验实验1 1观察磁场力观察磁场力把一段直导线放到磁场中，当导线中把一段直导线放到磁场中，当导线中有电流通过时，可以看到原来静止的导线有电流通过时，可以看到原来静止的导线会发行运动。会发行运动。N N N NS S S SA A A A 1实验现象：实验现象：当导线方向与磁场方向当导线方向与磁场方向垂直时垂直时，它所受的磁场力，它所

5、受的磁场力最大最大当导线方向与磁场方向当导线方向与磁场方向一致时一致时，导线，导线不受磁场力不受磁场力当导线方向与磁场方向当导线方向与磁场方向斜交时斜交时，它所受的磁场力，它所受的磁场力介于最大值和介于最大值和0之间之间。4猜想：猜想：导线的长度导线的长度L；电流的大小电流的大小I。3思考：思考：影响磁场力大小的因素有哪些？（垂直时）影响磁场力大小的因素有哪些？（垂直时）2磁场力：磁场力：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磁场力磁场力F。在在演示演示1中，我们猜想磁场力的大小可能中，我们猜想磁场力的大小可能与电流的大小，以及通电导线的长度有关，那与电流的大小，以及通电导线

6、的长度有关，那么，事实是怎样的呢？让我们通过接下来的演么，事实是怎样的呢？让我们通过接下来的演示示2来证明猜想是否正确。来证明猜想是否正确。三块相同的蹄形磁铁并列放三块相同的蹄形磁铁并列放置。可以认为磁极间的磁场是均置。可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根导线悬挂在磁铁的匀的。将一根导线悬挂在磁铁的两极间，两极间，有电流通过时悬线将摆有电流通过时悬线将摆动一个角度动一个角度，通过这个角度可以，通过这个角度可以比较磁场力的大小。比较磁场力的大小。实验实验实验实验2 2在匀强磁场中探在匀强磁场中探究影响通电导线究影响通电导线受力的因素受力的因素结论结论 1规律：规律：在同一磁场中，通电导线长度一定

7、时，电在同一磁场中，通电导线长度一定时，电流越大，导线所受磁场力越大；流越大，导线所受磁场力越大；在同一磁场中，电流一定时，通电导线越在同一磁场中，电流一定时，通电导线越长，导线所受磁场力越大。长，导线所受磁场力越大。2结论：结论：精确的实验表明，通电导线在磁场精确的实验表明，通电导线在磁场中受到的磁场力中受到的磁场力F的大小，既的大小，既与导线的长度与导线的长度L成正成正比比，又与导线中的，又与导线中的电流电流I成正比成正比，即与，即与I和和L的乘积的乘积成正比成正比。3公式：公式：BIL（B是比例系数）是比例系数）如图，当垂直于如图，当垂直于I、B所在所在平面时，可以用所学的公式计平面时，

8、可以用所学的公式计算，然而，当算，然而，当B平行于平行于I，或者，或者B与与I有一定夹角有一定夹角时，该怎样计时，该怎样计算磁感应强度与磁场力呢？算磁感应强度与磁场力呢？想一想想一想垂直时：垂直时：F=ILB平行时：平行时：F=0夹角为夹角为时时:F=ILBsin成成角度垂直分量角度垂直分量 B=BsinB=Bcos平行分量平行分量注意：注意：磁感应强度磁感应强度B B由磁场本身决定由磁场本身决定，与放入的通电导线与放入的通电导线L L无关、通电电流无关、通电电流I I无无关、与磁场力关、与磁场力F F无关。无关。二磁场力的方向二磁场力的方向磁场对电流的作用左手定则磁场对电流的作用左手定则.f

9、lv结论：结论：F方向，既跟磁感应强度方向，既跟磁感应强度B的的方向垂直，又跟电流方向垂直，又跟电流I的方向垂直。的方向垂直。演演示示伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁场中，让磁感线垂直穿过手心磁感线垂直穿过手心，并使，并使伸开伸开的四指指向电流的方向的四指指向电流的方向，那么，那么大拇指所指的大拇指所指的方向方向就是通电导线在磁场中所受就是通电导线在磁场中所受磁场力的方磁场力的方向向。电流在磁场中的磁场力可以用两种方法判断：电流在磁场中的磁场力可以用两种方法判断：（1）通

10、电直导线的受力一般用左手定则）通电直导线的受力一般用左手定则（2）环形电流、螺线管等效为小磁针，用磁）环形电流、螺线管等效为小磁针，用磁针的极指向为磁场方向来判断。针的极指向为磁场方向来判断。1同向电流间的磁场力方向怎样判断？同向电流间的磁场力方向怎样判断？2两个通电的环形电流平行放置时，它们两个通电的环形电流平行放置时，它们之间的磁场力是否有更好的方法来判断呢？之间的磁场力是否有更好的方法来判断呢？想一想想一想总结总结如果放在磁场中的如果放在磁场中的不是一段通电的导线，不是一段通电的导线，而是一个通电的矩形线而是一个通电的矩形线圈圈abcd（如图），会发（如图），会发生什么现象？生什么现象？

11、通电线圈在磁通电线圈在磁场中如何运动？场中如何运动？通电线圈会转动起来通电线圈会转动起来磁场对通电线圈的作用力矩磁场对通电线圈的作用力矩 将一矩形线圈将一矩形线圈 abcd 放在匀强磁场中，如图放在匀强磁场中，如图 5-4 所示所示图图 5-4磁场对通电矩形线圈的作用力矩磁场对通电矩形线圈的作用力矩 线线圈圈的的顶顶边边 ad 和和底底边边 bc 所所受受的的磁磁场场力力 Fad、Fbc 大大小小相相等等，方方向向相相反反，在在一一条条直直线线上上，彼彼此此平平衡衡；而而作作用用在在线线圈圈两两个个侧侧边边 ab 和和 cd 上上的的磁磁场场力力 Fab、Fcd 虽虽然然大大小小相相等等，方方

12、向向相相反反，但但不不在在一一条条直直线线上，产生了力矩，称为上，产生了力矩，称为磁力矩磁力矩。当当线线圈圈平平面面与与磁磁感感线线平平行行时时，力臂最大，线圈受磁力矩最大；力臂最大，线圈受磁力矩最大；当当线线圈圈平平面面与与磁磁感感线线垂垂直直时时，力臂为零，线圈受磁力矩也为零。力臂为零，线圈受磁力矩也为零。电电流流表表就就是是根根据据上上述述原原理理工工作的。作的。这这个个力力矩矩使使线线圈圈绕绕 OO 转转动动，转转动动过过程程中中，随随着着线线圈圈平平面面与与磁感线之间夹角的改变，力臂在改变，磁力矩也在改变。磁感线之间夹角的改变，力臂在改变，磁力矩也在改变。在磁场中，通电在磁场中，通电

13、线圈受到磁场力的作线圈受到磁场力的作用，发生扭转，如果用，发生扭转，如果给线圈通以方向合适给线圈通以方向合适的电流，就可以使线的电流，就可以使线圈转动起来。我们使圈转动起来。我们使用的用的电动机就是利用电动机就是利用磁场力来工作的磁场力来工作的。现。现在，电动机广泛应用在，电动机广泛应用在工厂、办公室、家在工厂、办公室、家庭里。庭里。通电线圈在磁场中受到磁通电线圈在磁场中受到磁场力会扭转，电动机就是场力会扭转，电动机就是根据这个原理设计的。根据这个原理设计的。科学足迹科学足迹安培的平行导线实验安培的平行导线实验两条平行的通电直导线之间会通过磁场两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。发

14、生相互作用。总结总结电流方向相同时，将会吸引电流方向相同时，将会吸引;电流方向相反时，将会排斥。电流方向相反时，将会排斥。1.1.下列关于磁场力的说法中，正确的是（）下列关于磁场力的说法中，正确的是（）A磁场中某处的磁感应强度的大小，就是通以磁场中某处的磁感应强度的大小，就是通以电流电流I，长为，长为L的一段很短的导线放在该处时所受磁的一段很短的导线放在该处时所受磁场力场力F与与I、L的乘积的比值。的乘积的比值。B一段很短的通电导线放在某处不受磁场力一段很短的通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处一定没有磁场。作用，则该处一定没有磁场。C一段很短的通电导线放在磁场中一段很短的通电导线放在磁场中

15、A处时受磁处时受磁场力比放在场力比放在B处大，则处大，则A处磁感应强度可能比处磁感应强度可能比B处磁处磁感应强度大感应强度大 D因为因为B=F/（IL），所以某处的磁感应强度），所以某处的磁感应强度B跟磁场力跟磁场力F成正比，跟电流强度成正比，跟电流强度I和导线长度和导线长度L的乘的乘积积IL成反比。成反比。例题例题1B IFB（2）F（1）I 如图所示，表示一根放在磁场里的通电直如图所示，表示一根放在磁场里的通电直导线，直导线与磁场方向垂直。图中已分别标导线，直导线与磁场方向垂直。图中已分别标明电流、磁感应强度和安培力这三个物理量中明电流、磁感应强度和安培力这三个物理量中两个的方向，请标出第

16、三个量的方向。两个的方向，请标出第三个量的方向。例题例题2课堂练习课堂练习 一根导线长一根导线长0.2m，通过，通过3A的电流，垂直放的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是入磁场中某处受到的磁场力是610-2N，则该处，则该处的磁感应强度的磁感应强度B的大小是的大小是_T；如果该导；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是强度的大小是_T。0.10.1练习练习1如图如图3-50所示，磁极间通电直导体的受所示，磁极间通电直导体的受力情况为（力情况为（）A、向上受力、向上受力B、向下受力、向下受力C、向左受力、向左受力D、向右受、向右受力力练习练习2B磁场力磁场力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磁场力磁场力F2大小：大小：F=BIL3方向：方向：左手定则确定。左手定则确定。FB，F I，F垂直垂直I、B所在平面。所在平面。课堂小结课堂小结课本课本 P81 T4（6 6）（）（7 7）作业作业此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢