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 课件（共26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力 课件（共26张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 45.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-11-03 19:30:51 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
第一章 安培力与洛伦兹力
1.1 磁场对通电导线的作用力
安培力定义：通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
导
1、磁体间相互作用通过什么实现？
2、用什么来描述磁场？
3、谁发现了电流的磁效应？
4、通电导线周围磁场用什么方法判断？
5、通电导线在磁场中能否受力？
磁体
通电导线
磁体
通电导线
思
阅读教材2-3页
1、如何确定通电导线所受安培力的方向？
2、安培力与磁场、电流的方向有什么关系？
3、尝试判断下面通电导线所受安培力的方向？
I
B
F
F
I
B
I
B
F
B
I
I
B
F
I
B
F
I
B
30°
F
I
B
α
α
B
B
I
F
α
议
1、安培力的大小如何计算？
2、当B与I有夹角时，安培力如何计算？
4、你能画出下面情况的有效长度吗？
3、这根导线那部分受安培力作用？
L
L
L
L
I
B
I
B
I
B
评
磁电式电流表的应用
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。
.
硬铁被外在磁场磁化后,可以保留较大的磁性。而软铁去掉外部磁场后就没有多少磁性了。
评
磁电式电流表的应用
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。
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。
安培定则 左手定则
用途 判断电流产生的 磁场方向 判断电流在磁场中的
受力方向
因果关系 电流是因 磁场是果 电流和磁场都是因
安培力是果
安培定则与左手定则对比理解
评
0
0.02 N
水平向右
0.02 N
垂直导线斜向左上方
I
B
I
B
30°
I
B
例1. 将长度为 20 cm、通有 0.1 A 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 1 T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。
检
例2. 如图所示，将通电导线圆环平行于纸面缓慢地坚直向下放入水平方向垂直纸面各里的匀强磁场中,则在通电圆环完全进入磁场的过程中，所受的安培力大小变化是 ( )
A. 逐渐变大
B. 先变大后变小
C. 逐渐变小
D. 先变小后变大
B
I
B
检
B
a
C
B
I
例3：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。
A
检
第一章 安培力与洛伦兹力
1.1 磁场对通电导线的作用力
第二课时
导
1、直线电流
观看视频，
并尝试解释现象
①平行同向电流_____
②平行反向电流_____
安培力作用下导体的运动
③不平行电流______________________
思
2、环形电流
3、条形磁铁
BC
扩展
思
4、U形磁铁
C
议
电流元法 把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向
等效法 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流(反过来等效也成立)，然后根据磁体间或电流间的作用规律判断
分析导体在磁场中运动情况的几种常用方法
特殊位置法 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向
结论法 两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；不平行的两直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势
转换研究对象法 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作用力，从而确定磁体所受合力及其运动方向
例1. 如图所示，把轻质导电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，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈( )
A．向左运动
B．向右运动
C．静止不动
D．无法确定
A
检
例2、如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是( )
A．静止不动
B．向纸外平动
C．N极向纸外，S极向纸内转动
D．N极向纸内，S极向纸外转动
C
解析：此题可以采用电流元法，也可采用等效法。
解法一：等效法。把通电线圈等效成小磁针。由安培定则，线圈等效成小磁针后，左端是 S 极，右端是 N 极，异名磁极相吸引，线圈向左运动。
解法二：电流元法。如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动。
答案：A
例3.表面光滑的环形导线固定在水平面上，在环形导线上放置一直导线AB。直导线AB与环形导线相互绝缘、且又紧靠环的直径，如图所示。则当两者通以图示方向的电流时，直导线AB的运动情况是（ ）
A. 向M方向平动
B. 向N方向平动
C. 仍静止不动
D. 在环形导线上转动
A
例4.通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图所示。
下列哪种情况将会发生（ ）
A．L2绕轴O按顺时针方向转动
B．L2绕轴O按逆时针方向转动
C．因L2不受磁场力的作用，故L2不动
D．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动
B
安培力作用下平衡问题
第一章 安培力与洛伦兹力
1.1 磁场对通电导线的作用力
安培力定义：通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
导
1、磁体间相互作用通过什么实现？
2、用什么来描述磁场？
3、谁发现了电流的磁效应？
4、通电导线周围磁场用什么方法判断？
5、通电导线在磁场中能否受力？
磁体
通电导线
磁体
通电导线
思
阅读教材2-3页
1、如何确定通电导线所受安培力的方向？
2、安培力与磁场、电流的方向有什么关系？
3、尝试判断下面通电导线所受安培力的方向？
I
B
F
F
I
B
I
B
F
B
I
I
B
F
I
B
F
I
B
30°
F
I
B
α
α
B
B
I
F
α
议
1、安培力的大小如何计算？
2、当B与I有夹角时，安培力如何计算？
4、你能画出下面情况的有效长度吗？
3、这根导线那部分受安培力作用？
L
L
L
L
I
B
I
B
I
B
评
磁电式电流表的应用
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。
.
硬铁被外在磁场磁化后,可以保留较大的磁性。而软铁去掉外部磁场后就没有多少磁性了。
评
磁电式电流表的应用
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。
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。
安培定则 左手定则
用途 判断电流产生的 磁场方向 判断电流在磁场中的
受力方向
因果关系 电流是因 磁场是果 电流和磁场都是因
安培力是果
安培定则与左手定则对比理解
评
0
0.02 N
水平向右
0.02 N
垂直导线斜向左上方
I
B
I
B
30°
I
B
例1. 将长度为 20 cm、通有 0.1 A 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 1 T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。
检
例2. 如图所示，将通电导线圆环平行于纸面缓慢地坚直向下放入水平方向垂直纸面各里的匀强磁场中,则在通电圆环完全进入磁场的过程中，所受的安培力大小变化是 ( )
A. 逐渐变大
B. 先变大后变小
C. 逐渐变小
D. 先变小后变大
B
I
B
检
B
a
C
B
I
例3：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。
A
检
第一章 安培力与洛伦兹力
1.1 磁场对通电导线的作用力
第二课时
导
1、直线电流
观看视频，
并尝试解释现象
①平行同向电流_____
②平行反向电流_____
安培力作用下导体的运动
③不平行电流______________________
思
2、环形电流
3、条形磁铁
BC
扩展
思
4、U形磁铁
C
议
电流元法 把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向
等效法 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流(反过来等效也成立)，然后根据磁体间或电流间的作用规律判断
分析导体在磁场中运动情况的几种常用方法
特殊位置法 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向
结论法 两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；不平行的两直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势
转换研究对象法 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作用力，从而确定磁体所受合力及其运动方向
例1. 如图所示，把轻质导电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，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈( )
A．向左运动
B．向右运动
C．静止不动
D．无法确定
A
检
例2、如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是( )
A．静止不动
B．向纸外平动
C．N极向纸外，S极向纸内转动
D．N极向纸内，S极向纸外转动
C
解析：此题可以采用电流元法，也可采用等效法。
解法一：等效法。把通电线圈等效成小磁针。由安培定则，线圈等效成小磁针后，左端是 S 极，右端是 N 极，异名磁极相吸引，线圈向左运动。
解法二：电流元法。如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动。
答案：A
例3.表面光滑的环形导线固定在水平面上，在环形导线上放置一直导线AB。直导线AB与环形导线相互绝缘、且又紧靠环的直径，如图所示。则当两者通以图示方向的电流时，直导线AB的运动情况是（ ）
A. 向M方向平动
B. 向N方向平动
C. 仍静止不动
D. 在环形导线上转动
A
例4.通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图所示。
下列哪种情况将会发生（ ）
A．L2绕轴O按顺时针方向转动
B．L2绕轴O按逆时针方向转动
C．因L2不受磁场力的作用，故L2不动
D．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动
B
安培力作用下平衡问题