1.1安培力 课件 高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册（16张PPT）

第一节 安培力
第一章 磁场
【知识回顾】
磁场对通电导线的作用力称为＿＿＿。
安培力
安培力的方向跟什么因素有关？
一、认识安培力
1.实验装置：在蹄形磁铁两极间放置一个与外电路相连接的水平固定金属导轨，上面静置一根与轨道垂直的金属棒。
2.实验探究：
(1)闭合开关，金属棒＿＿＿＿＿，说明金属棒受到＿＿＿的作用；
(2)要直观感受安培力作用效果，如何设计实验方案？
沿导轨运动
安培力
可把金属棒悬挂起来。
二、安培力的方向
1.实验表明：通电导线的在磁场中所受的
安培力的方向跟＿＿＿＿和＿＿＿＿有关。
F
F
F
F
磁场方向
电流方向
通电导线在磁场中的受力.avi
二、安培力的方向
2.左手定则：伸开左手，使大拇指与四指垂直，
且都与手掌在同一个平面内，让磁感线＿＿穿入
手心，并使＿＿指向电流的方向，这时＿＿所指
的就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
垂直
四指
拇指
伸开左手，掌心向北，四指电流，拇指受力。
左手定则的演示.swf
【讨论与交流】
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。什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？如何解释？
I
I
F
F
电流方向相同
电流方向相反
I
I
F
F
电流方向相同时，两线将会吸引；电流方向相反时，两线将会排斥。
三、安培力的大小
1. B的方向与IL方向平行时，F=＿＿；
2. B的方向与IL方向垂直时，F=＿＿；
3. B的方向与IL方向夹角为θ时，F=＿＿＿＿。
0
BIL
BILsin θ
三、安培力的大小
(1) 对安培力F＝BILsinθ的理解
①B对放入的通电导线来说是
外磁场的磁感应强度，不必考虑导线
自身产生的磁感应强度的影响；
②L是有效长度，匀强磁场中弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度，相应的电流沿L由始端流向末端。
(2) 安培力F＝BILsinθ的适用条件
导线所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式仅适用于很短的通电导线。
三、安培力的大小
(2) 安培力F＝BILsinθ的适用条件
导线所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式仅适用于很短的通电导线。
①B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁感应强度的影响；
②L是有效长度，匀强磁场中弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度，相应的电流沿L由始端流向末端。
例题 在如图所示的实验中，两根固定的金属导轨间距离为 L，处于蹄形磁铁两极中间的磁场可近似看成是匀强磁场，磁感应强度为B且垂直导轨平面，金属棒长度为l(L (1)求此时金属棒受到的安培力.
(2)为了使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，
同学们提出了以下不同的建议:
同学甲：适当增加两导轨间的距离。
同学乙：换一根横截面积相同但更长的金属棒。
同学丙：适当增大金属棒中的电流。谁的建议可行?为什么?
解：(1)由于金属棒与磁场方向垂直，金属棒受到安培力大小为 F=BIL
根据左手定则，可知金属棒受到的安培力方向为水平向右
(2)由于金属棒受到的摩擦力忽略不计，设从开始滚动到离开导轨水平运动的距离为 s，根据动能定理，有 ????????=????????????????????
同学甲的建议可行，适当增大导轨间距L，则安培力
F增大，最终离开导轨的速度v增大；
同学乙的建议不可行，金属棒长度l增长，但有效长度L不变，安培力F不变，而金属棒质量m增大，速度v将变小。
同学丙的建议可行，适当增大电流I，则安培力F增大，速度v增大。
?
【课堂练习】
1. 关于通电导线所受安培力F的方向、磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是( )
A. F、B、I三者必须保持相互垂直
B. F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直
C. B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直
D. I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直
B
【课堂练习】
2.长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是( )
3.(多选)一根长为0.2m的电流为2A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是( )
A.0.4N B.0.2N C.0.1N D.0
A.F=BILcosθ B. F=BILsinθ C. F=BILcosθ D. F=BILsinθ
A
BCD
【课堂练习】
4. 如图，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是( )
A. 磁铁对桌面的压力减小
B. 磁铁对桌面的压力增大
C. 磁铁对桌面的压力不变
D. 以上说法都不可能
A
【课堂练习】
5. 质量为m的导体棒MN静止于宽度为L的水平平行导轨上，MN与导轨垂直，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，且与MN垂直，如图所示，导体棒MN处于匀强磁场中，重力加速度为g，则导体棒MN受到的( )
A .安培力大小为????????????????????????????
B .安培力大小为????????????????????????????
C .支持力大小为????????+????????????????????????????
D .摩擦力大小为????????????????????????????
?
C
【课堂练习】
6.如图所示，光滑平行导轨与水平面成????角，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。金属杆水平放置在导轨上，恰好处于静止状态。仅改变磁场，能使金属杆保持静止的最小磁感应强度的大小和方向为( )
A. Bsin????垂直导轨平面向上
B. Bsin????垂直导轨平面向下
C. Bcos????垂直导轨平面向上
D. Bcos????垂直导轨平面向下
?
D