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23张ppt)

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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23张ppt)
格式 pptx
文件大小 218.7MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2023-09-21 09:15:56

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文档简介

第一章 安培力与洛伦兹力
第1节 磁场对通电导线的作用力
情境与思考
思考:为什么“心”会转动?其中会有怎么样的规律呢?
电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。自然条件下炮弹速度可达近万m/s,射程320km,杀伤能量32兆焦。
人们为了纪念安培,
把通电导线在磁场中受的力称为安培力
电磁炮
电磁炮原理图
它是利用电磁系统中电磁场对炮弹导电底座的作用力。
磁场对电流有力的作用!
G

θ
侧视图
G

θ
侧视图
FA
FA
①交换磁极的位置,
观察受力方向是否改变。
②改变导线中电流的方向,
观察受力方向是否改变。
实验:探究安培力的方向与哪些因素有关
实验:探究安培力的方向与哪些因素有关
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}探究
序号
1
2
3
4
观察
记录
实验
结论
B
I
F
×
B
I
F
B
I
F
×
B
I
F
1. 电流方向不变时,磁场反向,安培力
反向
反向
结论:安培力方向与电流方向、磁场方向都垂直
故安培力垂直于
2. 磁场方向不变时,电流反向,安培力
思考:若已知其中两个量,第三个量的方向如何判断呢?
电流和磁场构成的平面
——控制变量法
左手定则:
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个平面内;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。
磁感线
四 指
大拇指
垂直穿过掌心
电流方向
安培力方向
安培力的方向
磁感线
四 指
大拇指
垂直穿过掌心
电流方向
安培力方向
安培力的方向
F = 0
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
B
I
×
B
I
B
I
例1. 根据左手定则,判定以下通电导线所受安培力的方向:
F
F
安培力的方向
研究平行通电直导线之间的相互作用:
电 流
电 流
磁 场
思考:根据左手定则判断,为什么同向电流
相互吸引?反向电流相互排斥?
安培力的方向
研究平行通电直导线之间的相互作用:
电 流
电 流
磁 场
思考:根据左手定则判断,为什么同向电流
相互吸引?反向电流相互排斥?
电流方向相反:
电流方向相同:
同向电流相互吸引
反向电流相互排斥
1
2
2
1
1
2
1
2
F
F
F
F
根据左手定则可知,左边电流受到安培力向里,右边的向外,不断变换,
“心”也就旋转起来了。
回顾导入
这回你知道“心”为什么可以旋转了吗?
安培力的大小
必修三中我们已学习磁感应强度大小为:?????=???????????????
?
当通电导线与磁场方向
垂直时:
当通电导线与磁场方向
平行时:
F = BIl
F = 0
×
B
I
B⊥ = Bsinθ
B∥ = Bcos?θ
当通电导线与磁场方向
成θ角时:
F = BIlsinθ
安培力的大小
①当通电导线与磁场方向垂直时:
②当通电导线与磁场方向平行时:
F = BIl
F = 0
③当通电导线与磁场方向成θ角时:
F = BIlsinθ
I
a
b
例1. 如下图所示,在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬在水平位置上,已知金属棒长为l=0.5m,质量m=0.01kg,B=0.4T,欲使悬线的张力为零,求金属棒中的电流的大小与方向?(g=10m/s2)
0.5A
思考:若导线中的电流很微弱,还会受到安培力吗?
即使导线中的电流很微弱,只要有电流就一定会受到安培力的作用
磁电式电流表
极靴
线圈
优点:
缺点:
F弹 = FA平衡时指针稳定,
夹角 一定
线圈中通入电流
受到安培力
F = BIl
带动螺旋形弹簧
扭转产生弹力
使磁场始终沿圆柱形铁芯的半径方向,线圈平面始终与磁场平行,线圈左右两边的磁感应强度大小相等
灵敏度高,可以测量很弱的电流
线圈的导线很细,允许通过的电流很小
F
F
①当通电导线与磁场方向垂直时:
②当通电导线与磁场方向平行时:
F = BIL
F = 0
③当通电导线与磁场方向成θ角时:
F = BILsinθ
磁感线
四 指
大拇指
垂直穿过掌心
电流方向
安培力方向
方向
大小
安培力
例1. 下列说法正确的是( )
A.磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的
B.磁场方向一定与安培力方向垂直,但电流方向不一定与安培力方向垂直
C.磁场方向不一定与安培力方向垂直,但电流方向一定与安培力方向垂直
D.磁场方向不一定与电流方向垂直,但安培力方向一定既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直
D
I
B
①当通电导线与磁场方向垂直时:
②当通电导线与磁场方向平行时:
F = BIL
F = 0
③当通电导线与磁场方向成θ角时:
F = BILsinθ
磁感线
方向
大小
安培力
例2. 长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中,电流的强度为1A,受到磁场作用力的大小为2N,则磁感应强度B为( )
A. B=10T B. B ≥ 10T C. B ≤ 10T D. 不能确定
B
垂直穿过掌心
四 指
大拇指
电流方向
安培力方向
I
B
B⊥
①当通电导线与磁场方向垂直时:
②当通电导线与磁场方向平行时:
F = BIL
F = 0
③当通电导线与磁场方向成θ角时:
F = BILsinθ
磁感线
方向
大小
安培力
垂直穿过掌心
四 指
大拇指
电流方向
安培力方向
例3. 图中垂直折线abc中通入电流I,ab = bc = L,折线所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,则abc所受安培力大小为多少?方向如何?
abc所受安培力等效于ac(通有a→c的电流I)所受安培力,方向由等效电流判断
F = ????BIL
?
F = BI·2R
F = 0
①当通电导线与磁场方向垂直时:
②当通电导线与磁场方向平行时:
F = BIL
F = 0
③当通电导线与磁场方向成θ角时:
F = BILsinθ
磁感线
方向
大小
安培力
例3. 如图所示,把轻质导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,当线圈中通入如图方向的电流后,线圈的运动情况是( )
A. 线圈向左运动
B. 线圈向右运动
C. 从上往下看顺时针转动
D. 从上往下看逆时针转动
A
S
N
I
垂直穿过掌心
四 指
大拇指
电流方向
安培力方向
例3. 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
①当通电导线与磁场方向垂直时:
②当通电导线与磁场方向平行时:
F = BIL
F = 0
③当通电导线与磁场方向成θ角时:
F = BILsinθ
磁感线
方向
大小
安培力
D
a
b
c
d
I
I
垂直穿过掌心
四 指
大拇指
电流方向
安培力方向
同学们,下课!
温故而知新
一、磁感应强度
物理学中用磁感应强度B来描述磁场的强弱,表达式:
二、安培定则
1. 直线电流的磁场方向
右手握住导线,伸直的拇指所指的方向与电流方向一
致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕方向:
2. 环形电流的磁场方向
右手弯曲的四指与环行电流的方向一致,伸直的拇指
所指的方向就是环行导线轴线上磁感线的方向:
三、磁通量:
????=?????????⊥
?
????=????????
?
????=????????????????????????
?
?????=?????????????