物理 第三章 磁场 第2讲 磁场对通电导线的作用——安培力 教科版选修31.ppt

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1、第2讲磁场对通电导线的作 用安培力第三章磁 场1.知道安培力的定义，会用FILB计算B与I垂直情况下的安培力.2.熟练运用左手定则判断安培力的方向.3.了解直流电动机构造和工作原理.4.体会控制变量法在科学研究中的作用.目标定位二、电动机安培力的重要应用三、安培力作用下物体运动方向的判断方法对点检测 自查自纠栏目索引一、安培力四、安培力作用下的受力分析问题1.定义：磁场对 的作用力.2.安培力的大小实验探究(1)实验表明：当通电导线与磁场方向平行时，导线 ，即F .(2)精确实验表明：通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通电导线作用力的大小与导线长度和电流大小都成 ，即FIL，比例系数与导线所在位

2、置的磁场强弱有关，用符号B表示，则磁场对通电导线作用力的公式为F.答案一、安培力n知识梳理通电导线不受力0正比ILB3.安培力的方向判定(1)左手定则：如图1所示，伸出左手，四指并拢，使大拇指和其余四指，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线穿过手心，四指指向 ，则 所指方向就是通电导线所受 的方向.答案图1(2)安培力方向 于电流方向和磁场方向所决定的 .垂直垂直沿电流方向大拇指安培力垂直平面(1)若导线不受磁场力，该处一定无磁场吗？答案【深度思考】答答案案当通电导线与磁场平行时不受磁场力，由此可知，当导线不受磁场力作用时无法判定该处有无磁场.(2)当通电导线与磁感线不垂直时，还可用左手定则判断

3、安培力的方向吗？答答案案可以.当电流方向跟磁感线方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流和磁场共同决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线斜着穿过手心.例例1 画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向.n典例精析解析答案返回利用磁场对通电导体的作用1.电动机是将电能转化为 的装置.2.电动机分 电动机和 电动机.答案n知识梳理二、电动机安培力的重要应用机械能直流交流如图2所示，直流电动机由磁场(磁体)、转动线圈、滑环、电刷及电源组成，滑环相当于换向器.当线圈通电后，由于受 作用，线圈在磁场中旋转起来.答案图2安培力3.直流电动机的构造原理：(1)电动机工作时，通电线圈的四条

4、边是否都受到安培力作用？答案【深度思考】答案答案与磁感线平行的两个边不受安培力作用.(2)把滑环设计成由两个半圆环A、B组成，有什么作用？答答案案把滑环分成两个半圆环A 与B，当电流由A 流入时，则从B 流出；当电流由B 流入时，则从A 流出.因此，滑环在其中起了一个换向器的作用.例例2关于直流电动机，下列叙述正确的是()A.直流电动机的原理是电流的磁效应B.直流电动机正常工作时，是将电能转化为机械能C.直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的D.电源的正负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向也改变n典例精析解析答案解析解析直流电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，故A错误

5、；直流电动机正常工作时，是将电能转化为机械能，B正确；直流电动机的换向器是由两个彼此绝缘的铜制半环组成的，C正确；电源的正负极和磁场的方向同时改变，直流电动机的转动方向不变，故D错误.BC返回1.电流元法即把整段通电导体等效为多段直线电流元，运用 定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段通电导体所受合力的方向.2.特殊位置法把通电导体或磁铁放置到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向.答案三、安培力作用下物体运动方向的判断方法n知识梳理左手3.等效法环形导线和通电螺线管都可以等效成 磁铁.磁铁也可等效成环形导线或通电螺线管.通电螺线管也可以等效成很多匝的环

6、形导线来分析.4.利用结论法(1)两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互 ，反向电流相互 ；(填“吸引”或“排斥”)(2)两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向 (填“相同”或“相反”)的趋势.答案条形条形吸引排斥相同5.转换研究对象法因为电流之间、电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律.定性分析磁体在电流磁场作用的受力和运动时，可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力.例例3如图3所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离.其中AB固定，CD能自由活动，当电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸里看)()n典例精析解析答案图3方法

7、点拨A.顺时针方向转动同时靠近导线ABB.逆时针方向转动同时离开导线ABC.顺时针方向转动同时离开导线ABD.逆时针方向转动同时靠近导线AB例例4如图4所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面.当线圈内通以图示方向的电流(从右向左看沿逆时针方向)后，线圈的运动情况是()返回图4A.线圈向左运动B.线圈向右运动C.从上往下看顺时针转动D.从上往下看逆时针转动解析答案四、安培力作用下的受力分析问题例例5质量为m的金属细杆置于倾角为的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为，有电流通过杆，杆恰好静止于导轨上，在如图所示的A、B、C、D四个选项中，

8、杆与导轨的摩擦力一定不为零的是()n典例精析解析答案方法点拨返回1.(安培力的方向)如图5所示，其中A、B图已知电流方向及其所受安培力的方向，试判断并在图中标出磁场方向.C、D图已知磁场方向及其对电流作用力的方向，试判断电流方向并在图中标出.答案 对点检测1234图5答答案案A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里.(图略)1234图62(磁电式电流表)(多选)如图6甲所示是磁电式电流表的结构图，图乙所示是磁极间的磁场分布图，以下选项中正确的是()A指针稳定后，线圈受到的螺旋弹簧的力矩方向与线圈受到的磁力矩方向是相反的B通电线圈中的电流越大，电

9、流表指针偏转的角度也越大C在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场D在线圈转动的范围内，线圈所受磁力矩与电流有关，而与所处位置无关解析答案1234解析解析当阻碍线圈转动的力矩增大到与安培力产生的使线圈转动的力矩平衡时，线圈停止转动，即两力矩大小相等、方向相反，故A正确；磁电式电流表蹄形磁铁与铁芯间的磁场是均匀辐射分布的，不管线圈转动什么角度，它的平面都跟磁感线平行，均匀辐射分布的磁场特点是大小相等、方向不同，故C错误，D正确；电流越大，电流表指针偏转的角度也越大，故B正确答案答案ABD12343.(电动机的原理)如图7所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动.现要线圈逆时针转动，下列

10、方法中可行的是()解析答案1234图7A.只改变电流方向B.只改变电流大小C.换用磁性更强的磁铁D.对换磁极同时改变电流方向解解析析直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关，若使通入直流电动机的电流方向改变或磁场的方向改变，它的转动方向将改变.但是如果同时改变电流的方向和磁场的方向，线圈的转动方向将不变.A4.(安培力作用下的物体运动方向判断)一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图8所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受安培力作用后的运动情况为()解析答案图81234A.从上向下看顺时针转动并靠近螺线管B.从上向下看顺时针转动并远离螺线管C.从上向下看逆时针转动并远离螺线管D.从上向下看逆时针转动并靠近螺线管返回本课结束