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（共34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（共34张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-09-03 11:00:16 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
电磁炮发射的炮弹能在发射后一分钟内便以7倍音速(约每秒2500米)穿出大气层，在飞行4分钟后重入大气层，以5倍音速击中近400公里外的目标。凭借极高的动能和精确度，它不需要爆炸弹头就能对目标实施打击。
提问:电磁炮是如何发射出去的
通电导体在磁场中受到力的作用
探究磁场对电流的作用___安培力
我们把磁场对放于其中的通电的导线有力的作用，这个力叫安培力．
安培力的方向与那些因素有关
1、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。
教学过程（1、安培力的方向）
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。
教学过程（1、安培力的方向）
磁场B的方向
电流I的方向
安培力的方向
（1）表格法
（2）示意图
B
B
B
B
I
I
I
I
第一组
第二组
第三组
第四组
第一组
第二组
第三组
第四组
S
N
F
v
N
S
F
v
S
N
F
v
N
S
F
v
I
B
F
F
I
B
F
I
B
I
B
F
磁感线从手心穿入
四指是电流方向
大姆指是安培力的方向
伸开左手
教学过程（1、安培力的方向）
F
I
B
F
I
B
B
I
30°
F
F
I
I
I
B
B
B
【例1】安培力方向的判断
F=0
F=0
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
同向电流相互吸引
反向电流相互排斥
猜猜看：
通电导线所受到的安培力与什么因素有关？
1.磁场强弱程度
2.电流的大小
3.通电导线长度
4.磁场与电流间的夹角
控制变量法
教学过程（2、安培力的大小）
教学过程（2、安培力的大小）
探究过程：
任务一：保持磁场强弱和导线长度不变，研究
安培力大小与电流强度间的关系。
任务二：保持磁场强弱和电流强度不变，研究
安培力大小与导线长度间的关系。
任务三：保持电流强度和导线长度不变，研究
安培力大小与磁场强弱间的关系。
教学过程（2、安培力的大小）
教学过程（2、安培力的大小）
（1）当通电导线与磁感应强度垂直时，通电导线所受安培力
F = BIL
（2）当通电导线与磁感应强度平行时，通电导线所受安培力
F = 0
B
B
I
I
问题：当通电导线与磁感
应强度成θ角时，安培力
的大小如何？
讨论：当通电导线与磁感应强度成θ角时
方法一：分解磁感应强度B
B
θ
I
B
θ
I
方法二：在垂直磁场方向找通电导线的等效长度
B∥
B⊥
B⊥= Bsinθ
L等效= Lsinθ
F= B⊥ IL= BILsinθ
L等效
F=BIL等效 = BILsinθ
F= BILsinθ
教学过程（2、安培力的大小）
通电导体如果是弯曲的，如何确定它的L呢？
导体两端的连线即为L,称为有效长度．
总 结
当 L⊥B 时，θ = 90°，F = BIL
安培力的一般表达式 : F = BILsinθ
教学过程（2、安培力的大小）
当 L∥B 时，θ = 0°，F = 0
【例2】如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b的稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法： ( )
（A）适当增大电流I
（B）将电流反向并适当改变大小
（C）适当增大磁场
（D）将磁场反向并适当改变大小
AC
a
b
I
0
0.02N
水平向右
0.02N
垂直导线，
斜向左上方
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
I
B
I
B
30°
I
B
巩固练习
课堂小结
安培力的方向和大小是本节课的重点，弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系是本节难点。解题时，要能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧面图、俯视图和剖面图，还需要一定量的巩固练习。
两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（ ）
A.顺时针方向转动，同时靠近ab
B.逆时针方向转动，同时离开ab
C.顺时针方向转动，同时离开ab
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
a
b
c
d
磁场中某处的磁感线如图所示 ( )
A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb
B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,BaC.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处大
D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处小
a
b
B
GGLX 巩固练习
B
a
c
b
I
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， ，求三角形框架各边所受的安培力。
GGLX 巩固练习
如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会 ( )
A.纵向收缩,径向膨胀
B.纵向伸长,径向膨胀
C.纵向伸长,径向收缩
D.纵向收缩,径向收缩
纵向
A
GGLX 巩固练习
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）。
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
.
三、磁电式电流表
思考：
（1）线圈的转动是怎样产生的？
（2）线圈为什么不一直转下去？
（3）指针偏转角度的大小与被测电流强弱有何关系？
教学过程（3、磁电式电流表）
［问题］电流表中磁场分布有何特点呢？
电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.
所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度.
在以铁芯为中心的圆圈上，
各点的磁感应强度B 的大小是相等的.
该磁场并非匀强磁场
［问题］该磁场是否匀强磁场？
［问题］该磁场的特点？
2、电流表的工作原理
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。
表盘的刻度均匀，θ∝I
电流表的特点
1、灵敏度高，可以测量很弱的电流，但是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很小；
2、电流和安培力成正比，所以电流表的刻度是均匀的；
3、电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向转动。
如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上，然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中，N极在下，S极在上，盐水就会旋转起来．
(1) 猜想一下，盐水转动的方向，并实际做一做实验来验证．
(2) 探究盐水旋转的原因．
XSND 小试牛刀
答案：
(1)通过左手定则判定，盐水从上向下看逆时针旋转．
(2)盐水中形成了由圆形电极指向柱形电极的如图所示的电流，由于磁场方向向上，故盐水逆时针旋转．
通电导线在磁场中受到的力
1、安培力的方向——左手定则
2、安培力的大小
（1）当L B时，F=BIL
（2）当L//B时，F=0
（3）当L与B夹角为θ时，F=BIL sin
板书设计
电磁炮发射的炮弹能在发射后一分钟内便以7倍音速(约每秒2500米)穿出大气层，在飞行4分钟后重入大气层，以5倍音速击中近400公里外的目标。凭借极高的动能和精确度，它不需要爆炸弹头就能对目标实施打击。
提问:电磁炮是如何发射出去的
通电导体在磁场中受到力的作用
探究磁场对电流的作用___安培力
我们把磁场对放于其中的通电的导线有力的作用，这个力叫安培力．
安培力的方向与那些因素有关
1、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。
教学过程（1、安培力的方向）
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。
教学过程（1、安培力的方向）
磁场B的方向
电流I的方向
安培力的方向
（1）表格法
（2）示意图
B
B
B
B
I
I
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第一组
第二组
第三组
第四组
第一组
第二组
第三组
第四组
S
N
F
v
N
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B
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磁感线从手心穿入
四指是电流方向
大姆指是安培力的方向
伸开左手
教学过程（1、安培力的方向）
F
I
B
F
I
B
B
I
30°
F
F
I
I
I
B
B
B
【例1】安培力方向的判断
F=0
F=0
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
同向电流相互吸引
反向电流相互排斥
猜猜看：
通电导线所受到的安培力与什么因素有关？
1.磁场强弱程度
2.电流的大小
3.通电导线长度
4.磁场与电流间的夹角
控制变量法
教学过程（2、安培力的大小）
教学过程（2、安培力的大小）
探究过程：
任务一：保持磁场强弱和导线长度不变，研究
安培力大小与电流强度间的关系。
任务二：保持磁场强弱和电流强度不变，研究
安培力大小与导线长度间的关系。
任务三：保持电流强度和导线长度不变，研究
安培力大小与磁场强弱间的关系。
教学过程（2、安培力的大小）
教学过程（2、安培力的大小）
（1）当通电导线与磁感应强度垂直时，通电导线所受安培力
F = BIL
（2）当通电导线与磁感应强度平行时，通电导线所受安培力
F = 0
B
B
I
I
问题：当通电导线与磁感
应强度成θ角时，安培力
的大小如何？
讨论：当通电导线与磁感应强度成θ角时
方法一：分解磁感应强度B
B
θ
I
B
θ
I
方法二：在垂直磁场方向找通电导线的等效长度
B∥
B⊥
B⊥= Bsinθ
L等效= Lsinθ
F= B⊥ IL= BILsinθ
L等效
F=BIL等效 = BILsinθ
F= BILsinθ
教学过程（2、安培力的大小）
通电导体如果是弯曲的，如何确定它的L呢？
导体两端的连线即为L,称为有效长度．
总 结
当 L⊥B 时，θ = 90°，F = BIL
安培力的一般表达式 : F = BILsinθ
教学过程（2、安培力的大小）
当 L∥B 时，θ = 0°，F = 0
【例2】如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b的稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法： ( )
（A）适当增大电流I
（B）将电流反向并适当改变大小
（C）适当增大磁场
（D）将磁场反向并适当改变大小
AC
a
b
I
0
0.02N
水平向右
0.02N
垂直导线，
斜向左上方
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
I
B
I
B
30°
I
B
巩固练习
课堂小结
安培力的方向和大小是本节课的重点，弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系是本节难点。解题时，要能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧面图、俯视图和剖面图，还需要一定量的巩固练习。
两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（ ）
A.顺时针方向转动，同时靠近ab
B.逆时针方向转动，同时离开ab
C.顺时针方向转动，同时离开ab
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
a
b
c
d
磁场中某处的磁感线如图所示 ( )
A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb
B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba
D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处小
a
b
B
GGLX 巩固练习
B
a
c
b
I
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， ，求三角形框架各边所受的安培力。
GGLX 巩固练习
如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会 ( )
A.纵向收缩,径向膨胀
B.纵向伸长,径向膨胀
C.纵向伸长,径向收缩
D.纵向收缩,径向收缩
纵向
A
GGLX 巩固练习
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）。
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
.
三、磁电式电流表
思考：
（1）线圈的转动是怎样产生的？
（2）线圈为什么不一直转下去？
（3）指针偏转角度的大小与被测电流强弱有何关系？
教学过程（3、磁电式电流表）
［问题］电流表中磁场分布有何特点呢？
电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.
所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度.
在以铁芯为中心的圆圈上，
各点的磁感应强度B 的大小是相等的.
该磁场并非匀强磁场
［问题］该磁场是否匀强磁场？
［问题］该磁场的特点？
2、电流表的工作原理
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。
表盘的刻度均匀，θ∝I
电流表的特点
1、灵敏度高，可以测量很弱的电流，但是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很小；
2、电流和安培力成正比，所以电流表的刻度是均匀的；
3、电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向转动。
如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上，然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中，N极在下，S极在上，盐水就会旋转起来．
(1) 猜想一下，盐水转动的方向，并实际做一做实验来验证．
(2) 探究盐水旋转的原因．
XSND 小试牛刀
答案：
(1)通过左手定则判定，盐水从上向下看逆时针旋转．
(2)盐水中形成了由圆形电极指向柱形电极的如图所示的电流，由于磁场方向向上，故盐水逆时针旋转．
通电导线在磁场中受到的力
1、安培力的方向——左手定则
2、安培力的大小
（1）当L B时，F=BIL
（2）当L//B时，F=0
（3）当L与B夹角为θ时，F=BIL sin
板书设计