人教版选修二 1.1 磁场对通电导线的作用力 课件（26张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版选修二 1.1 磁场对通电导线的作用力 课件（26张PPT） |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-12 07:36:56 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
磁场对通电导线的作用力（一）
安培力：通电导线在磁场中受到的力
一、安培力的方向
演示：按照右图所示进行实验。
1、改变导线中 电流的方向，观察受力方向是否改变。
2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。
通过这两种情况的分析，我们实际上已经了解了导线受力的方向与磁场方向、电流方向的关系。你能用简洁的方法表示这个关系吗？
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在的平面。
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磁场力（安培力）的方向。
——左手定则
I
B
F
I
B
F
I
F
α
α
B
B
I
F
α
B
B
I
判定以下通电导线所受安培力的方向
问题：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
电流方向相同时，将会吸引;
电流方向相反时，将会排斥。
用学过的知识加以判断
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时:
2.当电流与磁场方向夹θ角时:
F = ILB (B⊥L)
F = ILBsinθ
(θ为B与L的夹角)
B1
B2
B
二、安培力的大小：
公式：
F=I L B
仅适用于匀强磁场
当B与导线平行时： F = 0
条件：B与导线垂直
二、安培力的大小：
公式：
F=I L B sinθ
θ表示磁场方向与电流方向间的夹角
在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场
特例
θ= 0° 时 F = 0
θ = 90° 时 F = BIL
例3、将长度为20cm、通有0.1A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，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小。
（1）F=______ (2)F=_______ (3)F=_______
例3、将长度为20cm、通有0.1A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，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小。
（4）
（1）F=______ (2)F=_______ (3)F=_______ (4)F=_______
B
A
C
B
I
2、如图所示，直角三角形ABC组成的导线框内通有电流I＝1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中，AC=40cm，∠A = 30°，求三角形框架各边所受的安培力。
FBC=0
FAC=FAB=0.4√3N
3、如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质量为0.1kg的金属棒MN，此时弹簧伸长10cm，欲使弹簧不形变则棒上应通过的电流的大小和方向如何？
I
M
N
B
2A，方向从M到N
三、磁电式电流表
1、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）。
最基本的是磁铁和线圈。
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
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。
2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。
3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
三. 磁电式电表
【说明】
由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。
N
S
如图所示，一导线用弹性绝缘线悬于O点，在导线的正下方固定一蹄形磁铁(与导线在同一平面)，当导线中通以由左向右的电流时，导线的运动情况将是_______。
A．静止不动
B．向纸外平动
C．从上往下看顺时针转90°后静止不动
D．从上往下看顺时针转90°，同时下降
D
8.在倾角为30°的光滑斜面上垂直放置一根长为L、质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向下，如图所示，当导体棒通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上，则磁感应强度的大小B为多少？
30°
B
I
7．如图所示的天平可用来测定磁感应强度B.天平的 右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m１、m２的砝码，天平平衡。当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡.由此可知（ ）
A、B方向垂直纸面向里，
大小为(m１-m２)g/NI L
B、B的方向垂直纸面向里，
大小为mg/2NI L
C、B的方向垂直纸面向外，
大小为(m１-m２)g/NI L
D、B的方向垂直纸面向外，
大小为mg/2NI L
6、如图所示，质量为m的细杆ab置于倾角为θ的导轨上，ab处于磁场中，ab与导轨间动摩擦因数为μ，有电流时，ab恰好静止在导轨上，则从b端的侧视图看，其中杆 ab与导轨间摩擦力可能为“0”的是（ ）
θ
a
θ
b
甲
θ
A
θ
B
θ
C
θ
D
乙
如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L＝0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m＝0.2kg的金属棒ab，电源电动势E＝12V，内阻r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）
B
E
r
R
a
30°
b
B
G
FN
F
复习温故
磁通量Φ(Wb)
Φ=B·S⊥
φ=BS
φ=BS cosθ
【典型例题】下列各种说法中，正确的是（ ）
A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小；
B.磁感应强度越大，磁通量也越大；
C.磁通量小，一定是磁感应强度小；
D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。
【答案】 A D
1、将长度为20cm、通有0.1A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，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。
0
0.02N
水平向右
0.02N
垂直导线斜向左上方
N
S
F
（1）绳子拉力_______
(变大,变小,不变)
（2）桌面对磁铁的支持力_______
（3）桌面对磁铁的摩擦力______(有,无).
变大
变小
无
N
S
F
桌面对磁铁的摩擦力
_______(有,无)
方向_ ______.
有
水平向右
F
B
磁场对通电导线的作用力（一）
安培力：通电导线在磁场中受到的力
一、安培力的方向
演示：按照右图所示进行实验。
1、改变导线中 电流的方向，观察受力方向是否改变。
2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。
通过这两种情况的分析，我们实际上已经了解了导线受力的方向与磁场方向、电流方向的关系。你能用简洁的方法表示这个关系吗？
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在的平面。
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磁场力（安培力）的方向。
——左手定则
I
B
F
I
B
F
I
F
α
α
B
B
I
F
α
B
B
I
判定以下通电导线所受安培力的方向
问题：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
电流方向相同时，将会吸引;
电流方向相反时，将会排斥。
用学过的知识加以判断
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时:
2.当电流与磁场方向夹θ角时:
F = ILB (B⊥L)
F = ILBsinθ
(θ为B与L的夹角)
B1
B2
B
二、安培力的大小：
公式：
F=I L B
仅适用于匀强磁场
当B与导线平行时： F = 0
条件：B与导线垂直
二、安培力的大小：
公式：
F=I L B sinθ
θ表示磁场方向与电流方向间的夹角
在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场
特例
θ= 0° 时 F = 0
θ = 90° 时 F = BIL
例3、将长度为20cm、通有0.1A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，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小。
（1）F=______ (2)F=_______ (3)F=_______
例3、将长度为20cm、通有0.1A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，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小。
（4）
（1）F=______ (2)F=_______ (3)F=_______ (4)F=_______
B
A
C
B
I
2、如图所示，直角三角形ABC组成的导线框内通有电流I＝1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中，AC=40cm，∠A = 30°，求三角形框架各边所受的安培力。
FBC=0
FAC=FAB=0.4√3N
3、如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质量为0.1kg的金属棒MN，此时弹簧伸长10cm，欲使弹簧不形变则棒上应通过的电流的大小和方向如何？
I
M
N
B
2A，方向从M到N
三、磁电式电流表
1、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）。
最基本的是磁铁和线圈。
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
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。
2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。
3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
三. 磁电式电表
【说明】
由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。
N
S
如图所示，一导线用弹性绝缘线悬于O点，在导线的正下方固定一蹄形磁铁(与导线在同一平面)，当导线中通以由左向右的电流时，导线的运动情况将是_______。
A．静止不动
B．向纸外平动
C．从上往下看顺时针转90°后静止不动
D．从上往下看顺时针转90°，同时下降
D
8.在倾角为30°的光滑斜面上垂直放置一根长为L、质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向下，如图所示，当导体棒通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上，则磁感应强度的大小B为多少？
30°
B
I
7．如图所示的天平可用来测定磁感应强度B.天平的 右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面.当线圈中通有电流I(方向如图)时，在天平左、右两边加上质量各为m１、m２的砝码，天平平衡。当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡.由此可知（ ）
A、B方向垂直纸面向里，
大小为(m１-m２)g/NI L
B、B的方向垂直纸面向里，
大小为mg/2NI L
C、B的方向垂直纸面向外，
大小为(m１-m２)g/NI L
D、B的方向垂直纸面向外，
大小为mg/2NI L
6、如图所示，质量为m的细杆ab置于倾角为θ的导轨上，ab处于磁场中，ab与导轨间动摩擦因数为μ，有电流时，ab恰好静止在导轨上，则从b端的侧视图看，其中杆 ab与导轨间摩擦力可能为“0”的是（ ）
θ
a
θ
b
甲
θ
A
θ
B
θ
C
θ
D
乙
如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L＝0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m＝0.2kg的金属棒ab，电源电动势E＝12V，内阻r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）
B
E
r
R
a
30°
b
B
G
FN
F
复习温故
磁通量Φ(Wb)
Φ=B·S⊥
φ=BS
φ=BS cosθ
【典型例题】下列各种说法中，正确的是（ ）
A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小；
B.磁感应强度越大，磁通量也越大；
C.磁通量小，一定是磁感应强度小；
D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。
【答案】 A D
1、将长度为20cm、通有0.1A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，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。
0
0.02N
水平向右
0.02N
垂直导线斜向左上方
N
S
F
（1）绳子拉力_______
(变大,变小,不变)
（2）桌面对磁铁的支持力_______
（3）桌面对磁铁的摩擦力______(有,无).
变大
变小
无
N
S
F
桌面对磁铁的摩擦力
_______(有,无)
方向_ ______.
有
水平向右
F
B