新教材高中物理选择性必修2 第1章安培力与洛伦兹力第1节磁场对通电导线的作用力课件(共22张PPT)

(共22张PPT)
磁场对通电导线的作用力
安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。
一.安培力的方向
左手定则：
——伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
F⊥B，F⊥I，B⊥I
F⊥B，F⊥I，B⊥I
F⊥B，F⊥I，B⊥I
F⊥B，F⊥I，B⊥I
F⊥B，F⊥I，B与I不垂直
安培力方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面，即F⊥B，F⊥I，但B与I不一定垂直。
F、B、I三者的方向之间的关系：
【例题1】画出图中第三者的方向。
【答案】由左手定则作答。
×
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
【例题2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
【答案】由左手定则作答。
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
1.当电流与磁场方向垂直时，F = ILB
二.安培力的大小
B1
B2
F = ILBsinθ
2.当电流与磁场方向夹θ角时，
【例题3】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)
【答案】R=0.2Ω
如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则：
A. 磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用
F
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
三. 磁电式电表
磁感应强度B，线圈侧向长度L，宽度d，匝数n，电流I
【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。
直线电流间的作用
直线电流和闭合电流的作用
磁铁与电流的作用
通电导体在磁场中的平衡和加速运动问题
四.通电导体在磁场中的平衡和加速运动问题
【例题1】如图所示，用细线悬挂在匀强磁场中一段通电导线，悬线与竖直方向成30°角，若该导线通过的电流为0.2A，导线长度为0.1m。导线质量为0.02kg。求：
（1）导线受到的安培力为多大？
（2）匀强磁场的磁感应强度
B
I
θ
m
【例题2】如图所示，PQ 和 M N 为水平、平行放置的金属导轨，相距 1m，导体棒 ab 跨放在导轨上，棒的质量为 m = 0.2Kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体的质量 M = 0.3 Kg，棒与导轨的动摩擦因数μ= 0.5，匀强磁场的磁感应强度 B = 2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升 1m，问：
（1）应在棒中通入多
大的恒定电流？方向
如何？
（2）安培力是否做功？
如果做功，则做功多少？
四.通电导体在磁场中的平衡和加速运动问题