人教版高中物理选择性必修第二册第1章安培力与洛伦兹力第1节磁场对通电导线的作用力课件
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选择性必修第二册第1章安培力与洛伦兹力第1节磁场对通电导线的作用力课件 |
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| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-02-04 00:00:00 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
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
1.通过实验探究安培力的方向与哪些因素有关，会用左手定则判断安 培力的方向。
2.结合已学知识，推导安培力的大小的表达式。
3.观察磁电式电流表的结构，知道其工作原理。
学习任务一 安培力的方向
教材新知梳理
1. 安培力： 在磁场中受的力。
2. 安培力的方向与 、 有关。
3. 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 ，并使四指指向 ， 这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
通电导线
磁场方向
电流方向
从掌心垂直进入
电流的方向
拇指
关键核心突破
按照如图所示装置进行如下实验，并思考有关问题：
（1）接通电源之后，会观察到原来静止的导体棒发生了摆动，其原因是 什么？
提示：（1）因为磁场对通电导体棒有力的作用。
（2）仅上下对调磁极的位置，改变磁场的方向，
观察导体棒摆动方向是否改变？
提示：（2）导体棒摆动方向反向。
（3）仅改变导体棒中电流的方向，观察导体棒摆动方向是否改变？
提示：（3）导体棒摆动方向反向。
（4）根据上面的实验，说明磁场对通电导体棒的作用力方向与什么因素 有关？
提示：（4）与磁场方向、电流方向都有关系。
【典例1】 画出（或者说出）各图中磁场对通电导线安培力的方向。
见解析
解析：根据左手定则判断安培力的方向，注意无论B、I是否垂直，安培力总 是垂直于B与I所决定的平面。磁场对通电导线的安培力的方向如图所示。
学习任务二 安培力的大小
教材新知梳理
1. 通电导线的方向跟磁场的方向垂直时，安培力最大，F＝ 。
2. 通电导线的方向跟磁场的方向平行时，安培力最小，F＝ 。
3. 通电导线的方向跟磁场的方向夹角为θ时，把磁感应强度B分解为与导线垂 直的分量B⊥和与导线平行的分量B∥，如图所示。则B⊥＝Bsin θ，B∥＝
Bcos θ。导线所受的安培力是 产生的，
F＝ 。
IlB
0
B⊥
IlBsin θ
关键核心突破
如图所示，导线长度为l，电流为I，磁场的磁感应强度为B。
（1）写出甲、乙两图中导线所受安培力的大小；
（1）甲图：F＝IlB 乙图：F＝0
（2）试推导丙图中导线所受安培力的大小。
（2）丙图：如图所示，分解磁感应强度B，F＝IlB⊥＝IlBsin θ。
【典例2】 如图，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为I， 磁感应强度大小为B，求各导线所受到的安培力的大小。
学习任务三 磁电式电流表
教材新知梳理
1. 基本构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴、铁质圆柱等。
2. 工作原理：通电线圈因受安培力而转动。
（1）通电线圈在磁场中受 作用发生 ，
螺旋弹簧变形， 线圈的转动。
（2）电流越大，安培力就越 ，螺旋弹簧的形变也就越 ，线圈 偏转的角度也越 ，达到新的平衡。所以根据线圈偏转角度就能判断通 过电流的 。
（3）根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
安培力
转动
反抗
大
大
大
大小
3. 优缺点：优点是灵敏度高，可以测出 的电流；缺点是线圈的导线 很细，允许通过的电流很弱。
很弱
关键核心突破
（1）如图甲所示，通电线圈在磁场中所在位置所受安培力方向如何？线圈 将如何运动？
（1）左边导线所受安培力方向向上，右边导线所受安培力方向向下，线圈 将沿顺时针方向转动。
（2）磁电式电流表中磁场分布如图乙所示，思考这样的磁场分布有什么特 点？线圈的两边所受安培力的大小有什么特点？
（2）该磁场的磁感线的延长线都通过铁芯的中心，即为沿半径方向，是非 匀强磁场，但在以铁芯为中心的某一圆周上，各点的磁感应强度的大小都相 等；不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线方向都垂直，线圈的两边所 受安培力大小相等。
B
A. 当线圈在如图乙所示位置时b端受到的安培力方向向上
B. 线圈中电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也
越大，线圈偏转的角度也越大
C. 电流表中的磁场是匀强磁场
D. 线圈无论转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，所以线圈不受安培力
解析：根据左手定则可得线圈b端在磁场中受到的安培力的方向向下，A错 误；电流表中的磁场不是匀强磁场，C错误；线圈平面和磁感线平行只能说 明磁通量一直为零，但是线圈中的电流方向和磁场方向不平行，所以安培力 不可能为零，D错误，故选B。
B
1
2
3
解析：让磁感线垂直穿入掌心，并使四指指向电流的方向，根据左手定则， 可知A图中通电直导线所受安培力的方向垂直于导线斜向上，B图中通电直导 线所受安培力的方向水平向右，C图中通电直导线所受安培力的方向竖直向 下，D图中通电直导线所受安培力的方向水平向左，故正确的示意图为B。
1
2
3
A. 0 B. BIl
C. 2BIl
解析：因bc段与磁场方向平行，则不受安培力；ab段与磁场方向垂直，则所 受安培力为Fab＝BI·2l＝2BIl，则该导线受到的安培力为2BIl。故选C。
C
1
2
3
A. 该磁场是匀强磁场
B. 穿过该线圈的磁通量为Bl2
C. a导线受到的安培力方向向下
D. b导线受到的安培力大小为IlB
D
1
2
3
解析：匀强磁场的磁感线应该是平行的，方向相同，该磁场明显不是匀强磁 场，A错误；由题图乙分析知穿过线圈的磁通量为零，B错误；a导线电流方 向向外，所在处磁感线方向向右，根据左手定则知，a导线受到的安培力方 向向上，C错误；b导线始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小一直为 IlB，D正确。
1
2
3
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
1.通过实验探究安培力的方向与哪些因素有关，会用左手定则判断安 培力的方向。
2.结合已学知识，推导安培力的大小的表达式。
3.观察磁电式电流表的结构，知道其工作原理。
学习任务一 安培力的方向
教材新知梳理
1. 安培力： 在磁场中受的力。
2. 安培力的方向与 、 有关。
3. 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 ，并使四指指向 ， 这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
通电导线
磁场方向
电流方向
从掌心垂直进入
电流的方向
拇指
关键核心突破
按照如图所示装置进行如下实验，并思考有关问题：
（1）接通电源之后，会观察到原来静止的导体棒发生了摆动，其原因是 什么？
提示：（1）因为磁场对通电导体棒有力的作用。
（2）仅上下对调磁极的位置，改变磁场的方向，
观察导体棒摆动方向是否改变？
提示：（2）导体棒摆动方向反向。
（3）仅改变导体棒中电流的方向，观察导体棒摆动方向是否改变？
提示：（3）导体棒摆动方向反向。
（4）根据上面的实验，说明磁场对通电导体棒的作用力方向与什么因素 有关？
提示：（4）与磁场方向、电流方向都有关系。
【典例1】 画出（或者说出）各图中磁场对通电导线安培力的方向。
见解析
解析：根据左手定则判断安培力的方向，注意无论B、I是否垂直，安培力总 是垂直于B与I所决定的平面。磁场对通电导线的安培力的方向如图所示。
学习任务二 安培力的大小
教材新知梳理
1. 通电导线的方向跟磁场的方向垂直时，安培力最大，F＝ 。
2. 通电导线的方向跟磁场的方向平行时，安培力最小，F＝ 。
3. 通电导线的方向跟磁场的方向夹角为θ时，把磁感应强度B分解为与导线垂 直的分量B⊥和与导线平行的分量B∥，如图所示。则B⊥＝Bsin θ，B∥＝
Bcos θ。导线所受的安培力是 产生的，
F＝ 。
IlB
0
B⊥
IlBsin θ
关键核心突破
如图所示，导线长度为l，电流为I，磁场的磁感应强度为B。
（1）写出甲、乙两图中导线所受安培力的大小；
（1）甲图：F＝IlB 乙图：F＝0
（2）试推导丙图中导线所受安培力的大小。
（2）丙图：如图所示，分解磁感应强度B，F＝IlB⊥＝IlBsin θ。
【典例2】 如图，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为I， 磁感应强度大小为B，求各导线所受到的安培力的大小。
学习任务三 磁电式电流表
教材新知梳理
1. 基本构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴、铁质圆柱等。
2. 工作原理：通电线圈因受安培力而转动。
（1）通电线圈在磁场中受 作用发生 ，
螺旋弹簧变形， 线圈的转动。
（2）电流越大，安培力就越 ，螺旋弹簧的形变也就越 ，线圈 偏转的角度也越 ，达到新的平衡。所以根据线圈偏转角度就能判断通 过电流的 。
（3）根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
安培力
转动
反抗
大
大
大
大小
3. 优缺点：优点是灵敏度高，可以测出 的电流；缺点是线圈的导线 很细，允许通过的电流很弱。
很弱
关键核心突破
（1）如图甲所示，通电线圈在磁场中所在位置所受安培力方向如何？线圈 将如何运动？
（1）左边导线所受安培力方向向上，右边导线所受安培力方向向下，线圈 将沿顺时针方向转动。
（2）磁电式电流表中磁场分布如图乙所示，思考这样的磁场分布有什么特 点？线圈的两边所受安培力的大小有什么特点？
（2）该磁场的磁感线的延长线都通过铁芯的中心，即为沿半径方向，是非 匀强磁场，但在以铁芯为中心的某一圆周上，各点的磁感应强度的大小都相 等；不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线方向都垂直，线圈的两边所 受安培力大小相等。
B
A. 当线圈在如图乙所示位置时b端受到的安培力方向向上
B. 线圈中电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也
越大，线圈偏转的角度也越大
C. 电流表中的磁场是匀强磁场
D. 线圈无论转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，所以线圈不受安培力
解析：根据左手定则可得线圈b端在磁场中受到的安培力的方向向下，A错 误；电流表中的磁场不是匀强磁场，C错误；线圈平面和磁感线平行只能说 明磁通量一直为零，但是线圈中的电流方向和磁场方向不平行，所以安培力 不可能为零，D错误，故选B。
B
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解析：让磁感线垂直穿入掌心，并使四指指向电流的方向，根据左手定则， 可知A图中通电直导线所受安培力的方向垂直于导线斜向上，B图中通电直导 线所受安培力的方向水平向右，C图中通电直导线所受安培力的方向竖直向 下，D图中通电直导线所受安培力的方向水平向左，故正确的示意图为B。
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A. 0 B. BIl
C. 2BIl
解析：因bc段与磁场方向平行，则不受安培力；ab段与磁场方向垂直，则所 受安培力为Fab＝BI·2l＝2BIl，则该导线受到的安培力为2BIl。故选C。
C
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A. 该磁场是匀强磁场
B. 穿过该线圈的磁通量为Bl2
C. a导线受到的安培力方向向下
D. b导线受到的安培力大小为IlB
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解析：匀强磁场的磁感线应该是平行的，方向相同，该磁场明显不是匀强磁 场，A错误；由题图乙分析知穿过线圈的磁通量为零，B错误；a导线电流方 向向外，所在处磁感线方向向右，根据左手定则知，a导线受到的安培力方 向向上，C错误；b导线始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小一直为 IlB，D正确。
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