物理人教版（2019）选择性必修第二册1.1磁场对通电导线的作用力（共19张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第二册1.1磁场对通电导线的作用力（共19张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-10 14:09:26 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
§1.1 磁场对通电导线的作用力
安培力
安培力：通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
安培力的方向
左手定则：
伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，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。
安培力既垂直于B，也垂直于I，即垂直于B与I决定的平面
安培力的方向
I
B
(1)
I
B
(2)
B
I
(3)
垂直于纸面向里
F
垂直于导体向上
垂直于纸面向里
安培力的方向
两平行通电直导线， 若通以同向电流，则相互吸引；若通以反向电流，则相互排斥。为什么？
安培力的大小
1、当电流与磁场方向垂直时（I⊥B ）
2、当电流与磁场方向平行时（I // B ）
F = ILB
F = 0
3、当电流与磁场方向成特定角度时呢？
F = ILBsinθ
B
I
θ
安培力的大小
有效长度：
I
F=BI2r
2r
I
F=0
弯曲通电导线的有效长度l 等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端.
对于任意形状的闭合线圈，其有效长度均为零，所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零.
1、一段导线 abcde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、cd和 de的长度均为 L，且∠abc＝∠cde＝120°，流经导线的电流为 I，方向如图中箭头所示．导线段 abcde所受到的磁场的作用力的合力大小为( )
A．2BIL B．3BIL C．BIL D．4BIL
磁电式电流表
磁电式电流表的构造：
刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
磁电式电流表
磁电式电流表
磁电式电流表的特点：
1、安培力跟电流成正比，表盘的刻度是均匀的。
2、灵敏度高，能测出很小的电流，但过载能力差。
思考：如何提高电流表灵敏度？
换更强的磁铁、增加线圈匝数、减小摩擦、增加线圈长度（面积）
2、(2019·全国卷Ⅰ·17)如图，等边三角形线框 LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点 M、N 与直流电源两端相接．已知导体棒 MN 受到的安培力大小为 F，则线框 LMN 受到的安培力的大小为( )
A．2F B．1.5F C．0.5F D．0
3、(多选)(2017·全国卷Ⅰ·19)如图，三根相互平行的固定长直导线 L1、L2和 L3两两等距，均通有电流 I，L1 中电流方向与 L2中的相同，与 L3中的相反．下列说法正确的是( )
A．L1所受磁场作用力的方向与 L2、L3所在平面垂直
B．L3所受磁场作用力的方向与 L1、L2所在平面垂直
C．L1、L2和 L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶
D．L1、L2和 L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶∶1
4、如图，光滑斜面上放置一根通有恒定电流的导体棒，空间有垂直斜面向上的匀强磁场 B，导体棒处于静止状态．现将匀强磁场的方向沿图示方向缓慢旋转到水平方向，为了使导体棒始终保持静止状态，匀强磁场的磁感应强度应同步( )
A．增大 B．减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大
5、如图所示，长为 L、质量为 m 的导体棒 ab，置于倾角为 θ 的光滑斜面上．导体棒与斜面的水平底边始终平行．已知导体棒通以从 b 向 a 的电流，电流为 I，重力加速度为 g.
(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度 B 的大小；
(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向．
6、如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况的说法中正确的是(从上往下看) ( )
A．顺时针方向转动，同时下降
B．顺时针方向转动， 同时上升
C．逆时针方向转动，同时下降
D．逆时针方向转动，同时上升
7、如图所示，把轻质导电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于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈( )
A．向左运动 B．向右运动 C．静止不动 D．无法确定
8、一个可以沿过圆心的水平轴自由转动的线圈 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，如图所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈 L1 将( )
A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．在纸面内平动
9、一条形磁体放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁体垂直的长直导线，当导线中通以下图所示方向的电流时( )
A．磁体对桌面的压力增大，且磁体受到向右的摩擦力作用
B．磁体对桌面的压力减小，且磁体受到向右的摩擦力作用
C．磁体对桌面的压力增大，且磁体受到向左的摩擦力作用
D．磁体对桌面的压力减小，且磁体受到向左的摩擦力作用
§1.1 磁场对通电导线的作用力
安培力
安培力：通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
安培力的方向
左手定则：
伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，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。
安培力既垂直于B，也垂直于I，即垂直于B与I决定的平面
安培力的方向
I
B
(1)
I
B
(2)
B
I
(3)
垂直于纸面向里
F
垂直于导体向上
垂直于纸面向里
安培力的方向
两平行通电直导线， 若通以同向电流，则相互吸引；若通以反向电流，则相互排斥。为什么？
安培力的大小
1、当电流与磁场方向垂直时（I⊥B ）
2、当电流与磁场方向平行时（I // B ）
F = ILB
F = 0
3、当电流与磁场方向成特定角度时呢？
F = ILBsinθ
B
I
θ
安培力的大小
有效长度：
I
F=BI2r
2r
I
F=0
弯曲通电导线的有效长度l 等于连接两端点的直线的长度，相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端.
对于任意形状的闭合线圈，其有效长度均为零，所以通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和为零.
1、一段导线 abcde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、cd和 de的长度均为 L，且∠abc＝∠cde＝120°，流经导线的电流为 I，方向如图中箭头所示．导线段 abcde所受到的磁场的作用力的合力大小为( )
A．2BIL B．3BIL C．BIL D．4BIL
磁电式电流表
磁电式电流表的构造：
刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
磁电式电流表
磁电式电流表
磁电式电流表的特点：
1、安培力跟电流成正比，表盘的刻度是均匀的。
2、灵敏度高，能测出很小的电流，但过载能力差。
思考：如何提高电流表灵敏度？
换更强的磁铁、增加线圈匝数、减小摩擦、增加线圈长度（面积）
2、(2019·全国卷Ⅰ·17)如图，等边三角形线框 LMN 由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点 M、N 与直流电源两端相接．已知导体棒 MN 受到的安培力大小为 F，则线框 LMN 受到的安培力的大小为( )
A．2F B．1.5F C．0.5F D．0
3、(多选)(2017·全国卷Ⅰ·19)如图，三根相互平行的固定长直导线 L1、L2和 L3两两等距，均通有电流 I，L1 中电流方向与 L2中的相同，与 L3中的相反．下列说法正确的是( )
A．L1所受磁场作用力的方向与 L2、L3所在平面垂直
B．L3所受磁场作用力的方向与 L1、L2所在平面垂直
C．L1、L2和 L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶
D．L1、L2和 L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为∶∶1
4、如图，光滑斜面上放置一根通有恒定电流的导体棒，空间有垂直斜面向上的匀强磁场 B，导体棒处于静止状态．现将匀强磁场的方向沿图示方向缓慢旋转到水平方向，为了使导体棒始终保持静止状态，匀强磁场的磁感应强度应同步( )
A．增大 B．减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大
5、如图所示，长为 L、质量为 m 的导体棒 ab，置于倾角为 θ 的光滑斜面上．导体棒与斜面的水平底边始终平行．已知导体棒通以从 b 向 a 的电流，电流为 I，重力加速度为 g.
(1)若匀强磁场方向竖直向上，为使导体棒静止在斜面上，求磁感应强度 B 的大小；
(2)若匀强磁场的大小、方向都可以改变，要使导体棒能静止在斜面上，求磁感应强度的最小值和对应的方向．
6、如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况的说法中正确的是(从上往下看) ( )
A．顺时针方向转动，同时下降
B．顺时针方向转动， 同时上升
C．逆时针方向转动，同时下降
D．逆时针方向转动，同时上升
7、如图所示，把轻质导电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于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈( )
A．向左运动 B．向右运动 C．静止不动 D．无法确定
8、一个可以沿过圆心的水平轴自由转动的线圈 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，如图所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈 L1 将( )
A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．在纸面内平动
9、一条形磁体放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁体垂直的长直导线，当导线中通以下图所示方向的电流时( )
A．磁体对桌面的压力增大，且磁体受到向右的摩擦力作用
B．磁体对桌面的压力减小，且磁体受到向右的摩擦力作用
C．磁体对桌面的压力增大，且磁体受到向左的摩擦力作用
D．磁体对桌面的压力减小，且磁体受到向左的摩擦力作用