通电导线在磁场中受力情况公开课.pptx

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1、一、知识回顾如何描述磁场强弱？如何描述磁场强弱？第1页/共23页安培力安培力(Ampere force)的方向的方向1 1 1 1、定义定义定义定义：磁场对电流的作用力称为安培力，：磁场对电流的作用力称为安培力，：磁场对电流的作用力称为安培力，：磁场对电流的作用力称为安培力，是为了纪念安培而命名的。是为了纪念安培而命名的。是为了纪念安培而命名的。是为了纪念安培而命名的。实验表明实验表明实验表明实验表明：通电导体在磁场中受力方向与电：通电导体在磁场中受力方向与电：通电导体在磁场中受力方向与电：通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关。流方向和磁场方向有关。流方向和磁场方向有关。流方向和磁

2、场方向有关。思考与讨论思考与讨论思考与讨论思考与讨论 在电场中，电场强度的方向就是正电荷在电场中，电场强度的方向就是正电荷在电场中，电场强度的方向就是正电荷在电场中，电场强度的方向就是正电荷所受电场力的方向。那么，在磁场中，磁感所受电场力的方向。那么，在磁场中，磁感所受电场力的方向。那么，在磁场中，磁感所受电场力的方向。那么，在磁场中，磁感应强度的方向是不是通电导体在磁场中的受应强度的方向是不是通电导体在磁场中的受应强度的方向是不是通电导体在磁场中的受应强度的方向是不是通电导体在磁场中的受力方向呢？力方向呢？力方向呢？力方向呢？第2页/共23页实验结果分析实验结果分析试画出下述两实验结果的正视

3、图：试画出下述两实验结果的正视图：B BB BI I I IF F F FI I I IF F F F第3页/共23页F、B、I方向关系BIF示意图安培力方向既与电流方向垂直又与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磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面在的平面左手定则：伸开左手伸开左手,使拇指与其使拇指与其余四个手指垂直余四个手指垂直,并且都与手掌在并且都与手掌在同一平面内同一平面内;让磁感应线从掌心进让磁感应线从掌心进入入,并使四指指向电流的方向，这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磁场

4、中所受安培力的方向遵循左手定则BIF示意图再次提醒：一定要使用左手！再次提醒：一定要使用左手！第4页/共23页IBFFIBFIBIBF二、安培力方向的判断第5页/共23页FIBFIBBBIFBI30FFIIIBBB二、安培力方向的判断第6页/共23页问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用磁场发生相互作用 请使用刚学过的知识解释本实验请使用刚学过的知识解释本实验结果。结果。同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:FFF同向电流F反向电流第7页/共23页（1 1）在在匀强磁场匀强磁场中，

5、在通电直导线与磁场方向中，在通电直导线与磁场方向垂直垂直的情况下，导线所受安培力的情况下，导线所受安培力F F等于磁感应强度等于磁感应强度B B、电流、电流I I和导线的长度和导线的长度L L三者的乘积。三者的乘积。问题问题:如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？即：即：（2 2）平行时：）平行时：B BI三、安培力的大小第8页/共23页IB B把磁感应强度把磁感应强度B B分解为两个分量：分解为两个分量：一个分量与导线垂直一个分量与导线垂直 B B1 1=Bsin=Bsin另一分量与导线平行另一分量与导线平行 B B2 2=Bcos=Bcos平行于导线的分量平行于导线的分量B B2

6、 2不对通电导线产生作用力，不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由通电导线所受作用力仅由B B1 1决定决定即即F=ILBF=ILB1 1F=ILBsinF=ILBsinB B2 2B B1 1将将B B1 1=Bsin=Bsin代入得代入得通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况的情况三、安培力的大小第9页/共23页公式：公式：F=ILBsinF=ILBsin表示磁场方向与电流方向间的夹角表示磁场方向与电流方向间的夹角 注：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场注：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场问题问题1:1:若若B B与与I I不垂直时，不垂直时，F F安安与与B

7、 B和和I I方向关系可以方向关系可以概括为哪句话？这时左手定则对磁感应线有何要求概括为哪句话？这时左手定则对磁感应线有何要求？三、安培力的大小结论：结论：F F一定与一定与B B垂直，一定与垂直，一定与I I垂直。但垂直。但B B与与I I不一不一定垂直。定垂直。问题2：F、B、I一定两两垂直吗？第10页/共23页第11页/共23页L LF=BF=BI IL LF=BF=BI IL L中的中的L L为有效长度为有效长度L LL LL L思考与讨论思考与讨论试指出下述各图中的安培力的大小。试指出下述各图中的安培力的大小。第12页/共23页例题：例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将如图

8、所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒金属棒abab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a a到到b b的的稳定电流稳定电流I I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法：线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法：()()（A）适当增大电流）适当增大电流I （B）将电流反向并适当改变大小）将电流反向并适当改变大小（C）适当增大磁场）适当增大磁场（D）将磁场反向并适当改变大小）将磁场反向并适当改变大小ACabI第13页/共23页0 00.02N0.02N水平向右水平向右0.02N0.02N垂直导线，垂

9、直导线，斜向左上方斜向左上方将长度为将长度为20cm20cm、通有、通有0.1A0.1A电流的直导线放入一匀电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为强度为1T1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向和方向IBIB30IBGGLX GGLX 巩固练习巩固练习第14页/共23页 自由自由固定固定FF 解析：解析：两电流不平行时，有转动到相互平两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势行且电流方向相同的趋势例题例题第15页/共23页1 1两条导线互相垂直，但相隔一小段

10、距离，其中两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中abab固固定，定，cdcd可以自由活动，当通以如图所示电流后，可以自由活动，当通以如图所示电流后，cdcd导导线将（）线将（）A.A.顺时针方向转动，同时靠近顺时针方向转动，同时靠近ababB.B.逆时针方向转动，同时离开逆时针方向转动，同时离开ababC.C.顺时针方向转动，同时离开顺时针方向转动，同时离开ababD.D.逆时针方向转动，同时靠近逆时针方向转动，同时靠近abababcd第16页/共23页ABD2 2、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（）A A、电荷处在电场强度为零的地方，受到的、电荷处在电场强度为零的地方，受到的电场

11、力一定为零电场力一定为零B B、一小段通电导线放在磁感应强度为零的、一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方，受到的安培力一定为零地方，受到的安培力一定为零C C、一小段通电导线在某处不受磁场力的作、一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度为零用，则该处磁感应强度为零D D、电荷在某处不受电场力的作用，则该处、电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场为零电场为零课堂练习课堂练习第17页/共23页ABD2 2、下列说法中正确的是（、下列说法中正确的是（）A A、电荷处在电场强度为零的地方，受到的、电荷处在电场强度为零的地方，受到的电场力一定为零电场力一定为零B B、一小段通电导线放在磁

12、感应强度为零的、一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方，受到的安培力一定为零地方，受到的安培力一定为零C C、一小段通电导线在某处不受磁场力的作、一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度为零用，则该处磁感应强度为零D D、电荷在某处不受电场力的作用，则该处、电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场为零电场为零课堂练习课堂练习第18页/共23页BCD 3 3、一根长为、一根长为0.2 m0.2 m的电流为的电流为2 A2 A的通电的通电导线，放在磁感应强度为导线，放在磁感应强度为0.5 T0.5 T的匀强磁场的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是（中，受到的安培力大小可能是（）A A、

13、0.4N0.4N B B、0.2N0.2NC C、0.1N0.1N D D、0 0 4 4、试画出下列各图中安培力的方向：、试画出下列各图中安培力的方向：课堂练习课堂练习第19页/共23页5 5、试画出下列各图中通电导体棒、试画出下列各图中通电导体棒abab所所受安培力的方向：受安培力的方向：课堂练习课堂练习第20页/共23页 6 6、在在垂垂直直纸纸面面向向里里的的匀匀强强磁磁场场B B中中，有有一一个个垂垂直直磁磁感感线线的的环环形形线线圈圈，通通有有顺顺时时针针电电流流I I，如图所示，则下列叙述中正确的是，如图所示，则下列叙述中正确的是 A A、环形线圈所受的磁力的合力为零、环形线圈所

14、受的磁力的合力为零 B B、环形线圈所受的磁力的合力不为零、环形线圈所受的磁力的合力不为零 C C、环形线圈有收缩的趋势、环形线圈有收缩的趋势 D D、环形线圈有扩张的趋势、环形线圈有扩张的趋势ADAD课堂练习课堂练习第21页/共23页A A7 7、在赤道上空，水平放置一根通、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此以由西向东的电流的直导线，则此导线导线 ()()A A、受到竖直向上的安培力、受到竖直向上的安培力 B B、受到竖直向下的安培力、受到竖直向下的安培力C C、受到由南向北的安培力、受到由南向北的安培力 D D、受到由西向东的安培力、受到由西向东的安培力课堂练习课堂练习第22页/共23页感谢您的观看！第23页/共23页