1.1 安培力及其应用 课件 （32张PPT）

(共32张PPT)
物理学中，磁场对通电导线的作用力—安培力
安培力是以安培的名字命名的， 因为他研究磁场对电流的作用力有突出的贡献
一、安培力
实验装置
探究：导线受力方向与那些因素有关？
1.改变电流方向
2.改变磁场方向
导线受力方向是否变化
腾讯视频 探究安培力方向
受力方向改变
只改变磁场方向
只改变电流方向
电流和磁场方向都变化
受力方向不变
受力方向改变
安培力的方向与电流方向和磁场方向有关
结论：
左手定则：
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内。让磁感线垂直从掌心进入，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磁场中所受安培力的方向。
总结：安培力方向与电流方向和磁场方向的关系
磁场和通电导线的平面图画法
用“ · ”表示磁感线垂直纸面向外
用“×”表示磁感线垂直纸面向里
用“⊙”表示电流垂直纸面向外
用“ ”表示电流垂直纸面向里
N
F
F
B
判断下图中通电导线受力的方向
S
判断下图中通电导线受力的方向
N
F
B
F
S
F、B、I方向关系示意图
B
I
F
B与I垂直，F 垂直于 B 和 I 所决定的平面
例题1：画出图中通电导线所受安培力的方向。
注意：使用哪只手来判断呢？
F
F
F
×
B
F
B
F
分析受到的安培力时,要善于把立体图,
改画成易于分析受力的平面图形.
a
B
θ
b
B
θ
b
a
×
θ
θ
把下列立体图演变成平面图
1．关于物理学史，下列说法中不正确的是（　　）
A．法拉第首先使用电场线来描述电场
B．奥斯特发现了通电导线周围有磁场
C．洛伦兹发现磁场对通电导线有安培力的作用
D．安培提出分子电流假说
C
2．一根放在磁场里的通电直导线如图所示，则通电直导线所受安培力的方向为（　　）
A．向左 B．向下 C．向右 D．向上
B
3．如图所示，匀强磁场垂直纸面向里，纸面内一直导线垂直磁感线方向处于该磁场中，当导线中通以图示方向的电流I时，该导线受到的安培力方向为（　　）
A．垂直导线沿纸面向右 B．垂直导线沿纸面向左
C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外
A
b
B
a
.
F
F=BIL
.
B
F
B
.
F=BIL
×
b
B
a
安培力的大小
（1）I⊥B时，电流所受的安培力最大,F=BIL
（2）I∥B时，电流所受的安培力最小，F=0
（3）当导线方向与磁场方向成θ时，安培力介于最大值和最小值之间：F安=BILsinθ
1、大小：当导线方向与磁场方向垂直时，通电导线在磁场中受到的安培力的大小，与导线长度成正比，与电流I成正比，即与I和L的乘积成正比。
2、公式：F=BILsinθ
B
I
θ
B⊥
B∥
）
5．如图所示，一段长为0.3m的通电直导线放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，导线与磁场垂直，通过的电流强度为1A，则通电导线受到的安培力大小为（　　）
A．0.2N B．0.15N C．0.1N D．0.05N
B
6．a、b是匀强磁场中的两根通电直导线，其中a垂直磁感线放置，b平行磁感线放置，它们的电流方向如图所示。设磁场B对它们的安培力分别为Fa、Fb，则下列判断正确的是( )
A．Fa=0、Fb≠0 B．Fa≠0、Fb=0
C．Fa=0、Fb=0 D．Fa≠0、Fb≠0
B
对公式F=BIL的理解
（1）B垂直于I,匀强磁场，直导线
（2）不垂直变垂直(分解B，或投影L)
（3）弯曲导线变成直导线，L是有效长度，不一定是导线实际长度
若是弯曲导线，可视为起点到终点的一条通电直导线。
7．如图所示，折成“”形的金属杆ACD固定在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，杆所在平面与磁场平行，A、D连线与磁感线平行，CD与磁感线垂直，AC长为a，CD长为b，现给该段金属杆A、D两端通入大小为I的恒定电流，则该金属杆受到的安培力大小为（　　）
A．BIa B．BIb C．BI(a+b) D．0
D
8. 一段通电导线垂直于磁场方向放入匀强磁场中，导线中的电流方向自上而下，如图所示．在导线以其中心点为轴逆时针转动180°的过程中，导线受到的安培力(　　)
A．大小不变，方向不变
B．大小由最大减小到零再增至最大，方向时刻改变
C．大小由最大减小到零再增至最大，方向不变
D．大小由最大减小到零再增至最大，方向由垂直纸面向外变为垂直纸面向里
答案：D
9．匀强磁场垂直纸面向内，纸面内有一通电导体棒，电流方向如图所示．保持电流大小不变，以导体棒的中点为转轴，在纸面内逆时针转过180°的过程中，导体棒所受的安培力大小（　　）
A．不变 B．一直变大
C．先变大后变小 D．先变小后变大
A
思考：请你应用左手定则分析两平行直导线间的作用力方向。
A
B
D
C
A
B
D
C
×
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平行直导线间的相互作用：
同向电流互相吸引；异向电流互相排斥。
思考：如图所示，通电直导线AB固定，CD可以自由移动，请你判断通电后CD的运动情况
两相交直导线间的相互作用：
有转到同向的趋势。
A
B
D
C
×
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×
×
×
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×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
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·
F
F
10．关于物理学史，下列说法中不正确的是（　　）
A．法拉第首先使用电场线来描述电场
B．奥斯特发现了通电导线周围有磁场
C．洛伦兹发现磁场对通电导线有安培力的作用
D．安培提出分子电流假说
C
11．关于物理学史，下列说法中不正确的是（　　）
A．法拉第首先使用电场线来描述电场
B．奥斯特发现了通电导线周围有磁场
C．洛伦兹发现磁场对通电导线有安培力的作用
D．安培提出分子电流假说
C
12．关于物理学史，下列说法中不正确的是（　　）
A．法拉第首先使用电场线来描述电场
B．奥斯特发现了通电导线周围有磁场
C．洛伦兹发现磁场对通电导线有安培力的作用
D．安培提出分子电流假说
C
二. 安培力的应用
①蹄形永久磁铁②磁靴
③绕在铅框上的线圆
④圆柱铁芯
⑤游丝⑥轴⑦带有平衡重物
的指针⑧刻度盘
2、电流表的工作原理
1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其 大小
随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。
如图所示为电流天平，它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度大小为B、方向与线圈平面垂直．当线圈中通过方向如图所示的电流I时，调节砝码使两臂达到平衡．然后使电流反向，大小不变．这时为使天平两臂再达到新的平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。试导出用n、m、L、I计算B的表达式。