通电导线在磁场中的受力45张PPt
文档属性
| 名称 | 通电导线在磁场中的受力45张PPt |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2017-10-11 16:45:05 | ||
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文档简介
课件45张PPT。奥斯特实验做奥斯特实验注意点：南北偏转 (1)现象：如图 所示，把一根直导线沿______方向
水平放在一枚小磁针的上方，则当导线中有电流通过时，磁针
将发生______．此现象称为电流的磁效应．磁体电流磁场第二节 安培力（第1课时）实验演示：问题一：观察演示实验发现,通电导线的受力方向与磁场方向、电流的方向三者不但不在一条直线上,而且不在一个平面内,怎样确定它的方向呢？一、安培力的方向F⊥B
F⊥Iθ安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系: F垂直于电流与磁场所在的平面.而B与I不一定垂直．伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且与手掌在同一平面内，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。安培力的方向——左手定则左手定则一、安培力的方向FIF【例1】画出图中第三者的方向。B(2)(4)(5)F垂直纸面向里注:安培力的方向总与导线垂直,与磁感应强度垂直。练习1：电流强度为I的通电导线放置于磁感应强度为B的匀强磁场中，导线所受安培力为F，则下列说法正确的是
A．匀强磁场中通电导线所受安培力F，磁感应强度B及电流I，三者在方向上一定互相垂直
B．若I、B方向确定，则F方向唯一确定
C．若F与B方向确定，则I方向唯一确定
D．若F与B方向确定，则I方向不唯一确定，但I一定在与F垂直的平面内
E．若F与I方向确定，则B方向唯一确定
F．若F与I方向确定，则B方向不唯一确定，但B一定在与F垂直的平面内(BDF)×分析受到的安培力时,要善于把立体图,
改画成易于分析受力的平面图形.思考与讨论：两平行通电直导线,若通以同向电流,则相互吸引；若通以反向电流,则相互排斥.为什么？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ababcdD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 【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如图所示，通电直导线A与贺形通电导线环B固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线受到水平向 的安培力作用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方向时,通电直导线A所受的安培力方向水平向 .AIBI右右例：如图所示，一根条形磁铁放在水平桌面上，在
其左端上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导
线中通以图示方向的电流时，则 ( )
A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用．
B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用．
C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用．
D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用． 变式训练2 如图所示，一条形磁铁静止在斜面上，现在在磁铁上方放置一通以如图中所示方向电流的导线，磁铁仍保持静止，则磁铁所受到斜面的支持力N和摩擦力f的变化情况是 （ ）
A．N变小，f变大 B．N变小，f变小
C．N变大，f变大 D．N变大，f变小变式训练3 如图所示, 通电圆线圈套在条形磁铁右端, 磁场对通电线圈作用的结果使（ ）
A．圆面积有被拉大的倾向
B．圆面积有被压小的倾向
C．线圈将向左平移
D．线圈将向右平移变式训练4 如图所示，原来静止的圆形线圈通过逆时针方向的电流, 在其直径ab上靠近b点有一长直导线垂直于圆形线圈平面被固定。今在长直导线中通以图示方向的电流时, 在磁场力的作用下，圆形线圈将 （ ）
A．向左平动 B．向右平动
C．仍然静止 D．绕ab轴转动如图所示，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A课后思考！第2课时分析导体在磁场中运动情况的几种常用方法 （巩固） 1：如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个圆线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示的方向流动时，将会出现 ( )
A. 线圈向磁铁平移
B. 线圈远离磁铁平移
C. 从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁
D. 从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁2 、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则( )
A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用NS导线将如何运动？3、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C1.当电流与磁场方向垂直时：二、安培力的大小条件：F=0３.当电流与磁场方向夹θ角时：F = ILBsinθ（B为匀强磁场）（θ为磁场和导线夹角） 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。导线abc为垂直折线,其中电流为I，ab=bc=L,导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大小和方向.abc安培力F垂直于B和I所决定的平面
用左手定则判定。B为匀强磁场.方向:大小：小结：×分析受到的安培力时,要善于把立体图,
改画成易于分析受力的平面图形.【例】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)【答案】R=0.2Ω如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止在斜面上，外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是( )A.B=mgsinθ/IL，方向垂直斜面向下
B.B=mgtan/IL，方向竖直向下
C.B=mg/IL，方向水平向左
D.B=mgcosθ/IL，方向水平向左θIBC水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势为６V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，要在金属棒所在位置施加一个垂直与ab的匀强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，求匀强磁场的大小和方向．
若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针转37°，此时ab仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩擦力为多大？
3 、在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L＝0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m＝0.2kg的金属棒ab，电源电动势E＝12V，内阻r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质量为0.1kg的金属棒MN，此时弹簧伸长10cm，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？MN2A，方向从M到N磁电式电流表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。.［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 1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，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。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【说明】由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。三、磁电式电流表的特点1、表盘的刻度均匀，θ∝I。
2、灵敏度高，但过载能力差，容易烧坏。
3、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。怎样提高磁电式电流表的灵敏度？根据磁场对电流会产生作用力的原理,人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮,其原理如图所示,把待发射的炮弹(导体)放置在强磁场中的两平行导轨上,给导轨通以大电流,使炮弹作为一个载流导体在磁场力的作用下沿导轨加速运动,并以某一速度发射出去.如果想提高这种电磁炮的发射速度,理论上可以怎么办？
水平放在一枚小磁针的上方，则当导线中有电流通过时，磁针
将发生______．此现象称为电流的磁效应．磁体电流磁场第二节 安培力（第1课时）实验演示：问题一：观察演示实验发现,通电导线的受力方向与磁场方向、电流的方向三者不但不在一条直线上,而且不在一个平面内,怎样确定它的方向呢？一、安培力的方向F⊥B
F⊥Iθ安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系: F垂直于电流与磁场所在的平面.而B与I不一定垂直．伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且与手掌在同一平面内，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。安培力的方向——左手定则左手定则一、安培力的方向FIF【例1】画出图中第三者的方向。B(2)(4)(5)F垂直纸面向里注:安培力的方向总与导线垂直,与磁感应强度垂直。练习1：电流强度为I的通电导线放置于磁感应强度为B的匀强磁场中，导线所受安培力为F，则下列说法正确的是
A．匀强磁场中通电导线所受安培力F，磁感应强度B及电流I，三者在方向上一定互相垂直
B．若I、B方向确定，则F方向唯一确定
C．若F与B方向确定，则I方向唯一确定
D．若F与B方向确定，则I方向不唯一确定，但I一定在与F垂直的平面内
E．若F与I方向确定，则B方向唯一确定
F．若F与I方向确定，则B方向不唯一确定，但B一定在与F垂直的平面内(BDF)×分析受到的安培力时,要善于把立体图,
改画成易于分析受力的平面图形.思考与讨论：两平行通电直导线,若通以同向电流,则相互吸引；若通以反向电流,则相互排斥.为什么？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ababcdD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 【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如图所示，通电直导线A与贺形通电导线环B固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线受到水平向 的安培力作用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方向时,通电直导线A所受的安培力方向水平向 .AIBI右右例：如图所示，一根条形磁铁放在水平桌面上，在
其左端上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导
线中通以图示方向的电流时，则 ( )
A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用．
B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用．
C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用．
D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用． 变式训练2 如图所示，一条形磁铁静止在斜面上，现在在磁铁上方放置一通以如图中所示方向电流的导线，磁铁仍保持静止，则磁铁所受到斜面的支持力N和摩擦力f的变化情况是 （ ）
A．N变小，f变大 B．N变小，f变小
C．N变大，f变大 D．N变大，f变小变式训练3 如图所示, 通电圆线圈套在条形磁铁右端, 磁场对通电线圈作用的结果使（ ）
A．圆面积有被拉大的倾向
B．圆面积有被压小的倾向
C．线圈将向左平移
D．线圈将向右平移变式训练4 如图所示，原来静止的圆形线圈通过逆时针方向的电流, 在其直径ab上靠近b点有一长直导线垂直于圆形线圈平面被固定。今在长直导线中通以图示方向的电流时, 在磁场力的作用下，圆形线圈将 （ ）
A．向左平动 B．向右平动
C．仍然静止 D．绕ab轴转动如图所示，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A课后思考！第2课时分析导体在磁场中运动情况的几种常用方法 （巩固） 1：如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个圆线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示的方向流动时，将会出现 ( )
A. 线圈向磁铁平移
B. 线圈远离磁铁平移
C. 从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁
D. 从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁2 、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则( )
A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用NS导线将如何运动？3、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C1.当电流与磁场方向垂直时：二、安培力的大小条件：F=0３.当电流与磁场方向夹θ角时：F = ILBsinθ（B为匀强磁场）（θ为磁场和导线夹角） 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。导线abc为垂直折线,其中电流为I，ab=bc=L,导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大小和方向.abc安培力F垂直于B和I所决定的平面
用左手定则判定。B为匀强磁场.方向:大小：小结：×分析受到的安培力时,要善于把立体图,
改画成易于分析受力的平面图形.【例】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)【答案】R=0.2Ω如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止在斜面上，外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是( )A.B=mgsinθ/IL，方向垂直斜面向下
B.B=mgtan/IL，方向竖直向下
C.B=mg/IL，方向水平向左
D.B=mgcosθ/IL，方向水平向左θIBC水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势为６V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，要在金属棒所在位置施加一个垂直与ab的匀强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，求匀强磁场的大小和方向．
若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针转37°，此时ab仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩擦力为多大？
3 、在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L＝0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m＝0.2kg的金属棒ab，电源电动势E＝12V，内阻r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质量为0.1kg的金属棒MN，此时弹簧伸长10cm，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？MN2A，方向从M到N磁电式电流表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。.［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 1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，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。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【说明】由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。三、磁电式电流表的特点1、表盘的刻度均匀，θ∝I。
2、灵敏度高，但过载能力差，容易烧坏。
3、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。怎样提高磁电式电流表的灵敏度？根据磁场对电流会产生作用力的原理,人们研制出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮,其原理如图所示,把待发射的炮弹(导体)放置在强磁场中的两平行导轨上,给导轨通以大电流,使炮弹作为一个载流导体在磁场力的作用下沿导轨加速运动,并以某一速度发射出去.如果想提高这种电磁炮的发射速度,理论上可以怎么办？