1.1 磁场对通电导线的作用力 课件(共19张PPT)

(共19张PPT)
磁场对通电导线的作用力
问题引领
安培（1775.1.20-1836.6.10.）
法国物理学家、化学家、数学家
【实验方案设计】
实验方法：控制变量法
1.保持磁场方向不变，改变电流方向，观察金属棒的受力。
2.保持电流方向不变，改变磁场方向，观察金属棒的受力。
实验探究 观察通电导体棒在磁场中运动
实验次数 磁场方向 电流方向 安培力方向
1 向下 垂直直面向外
2 垂直直面向内
3 向上 垂直直面向内
4 垂直直面向外
【学生活动】学生分组实验，记录实验现象，分析实验结果，说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系？体验物理规律的得出过程。
定性研究 安培力的方向
【学生活动】
小组讨论，探究安培力、电流、磁感应强度三者方向的关系。
I
B
F
一、安培力的方向
1.判断方法---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。
注意：安培力与B、I都垂直，但B和I可以不相互垂直。
练习1、画出以下的安培力的方向
情境引入
在必修第三册中我们已经学习,在匀强磁场中,当通电直导线与磁感应强度垂直时,通电导线受到的安培力大小F=ILB。那么通电导线在磁场中一定受到力的作用吗
1、当磁感应强度B的方向与导线方向垂直时：
2、当磁感应强度B的方向与导线方向平行时：
思考：如果通电导线与磁场方向既不平行也不垂直时呢？
定量研究 安培力的大小
二、安培力的大小
安培力的一般表达式
①一个分量与导线垂直 B⊥=Bsinθ
②另一分量与导线平行 B//=Bcosθ
其中平行方向的B//不产生安培力，导线所受的安培力只是垂直方向的B⊥产生，由此得到：
F=ILB⊥=ILBsinθ
θ=0时
平行：F＝0
θ=90°时
垂直：F＝BIL
I
B
F
I
B
B//
B⊥
θ
探究安培力大小F=BILsin θ中角θ的意义
练习3　长度为L、通有电流为I的导电棒放入一匀强磁场中,电流方向与磁场方向分别如图所示,已知磁感应强度大小均为B,对于下列各图中导电棒所受安培力的大小计算正确的是(　　)。
A.F=BILcos θ　　　　　B.F=BILcosθ
C.F=BILsin θ　　　　　　D.F=BILsinθ
应用探究
探究通电导线的有效长度
练习4　如图所示,在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线,电流为I,磁感应强度为B,求各导线所受到的安培力。
归纳总结
①公式F＝ILB中L指的是“有效长度”．
当B与I垂直时，F 最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0.
②弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接的长度相应的
电流沿L由始端向末端．
实际应用—磁电式电流表
情境引入
图1是几种常见的磁电式电表,虽然它们外观不同,但它们的核心结构都相似,如图2所示。
极靴
线圈
仔细观察磁电式电流表结构，思考电流表的指针为什么最终能稳定的指向某一刻度，且偏转角度大小能反映电流大小？
磁电式电流表的结构
线圈通电时，安培力使线圈转动时
变形
产生弹力阻碍转动
安培力与弹力力矩平衡，指针停止转动
电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，线圈偏转的角度也越大
优点：灵敏度高，能测出很弱的电流
缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱
练习5 如图，是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B．则（　　）
A.该磁场是匀强磁场 B.线圈平面总与磁场方向垂直
C.线圈将逆时针方向转动 D.a、b导线受到的安培力大小总为IlB
安培力的方向
安培力的大小：
通电导线在磁场中受到的力
应用：磁电式电流表
判定方法：左手定则
特点：总垂直于B和I 确定的平面
构造：
原理：
F=ILBsinθ
通电线圈受安培力作用而转动
六、板书设计
1.1 磁场对通电导线的作用力
一、安培力的方向
1、影响因素：B的方向I的方向
2、左手定则
3、通电直导线之间的相互作用力
二、安培力的大小
I ⊥B,F=ILB
I// B,F=0
F =ILB sinθ
三、磁电式电流表工作原理
I
B
B//
B⊥
θ
七、作业与拓展学习设计
基础作业：课本第6页1、2、4
通过作业复习、理解、巩固所学知识，突出重点突破难点。
拓展学习： 自制小电动机