3.4 通电导线在磁场中受到的力—人教版高中物理选修3-1课件(共19张PPT)

(共19张PPT)
通电导线在磁场受到的力


知识与技能（1）观察安培力方向与哪些因素有关的实验，记录实验现象并得出相关结论.知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，并会用左手定则判断安培力的方向.（2）推导匀强磁场中安培力的表达式，计算匀强磁场中安培力的大小.（3）知道磁电式电流表的基本构造以及运用它测量电流大小和方向的基本原理.
教学目标：
　难点：安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系.
重点：安培力的方向和大小的计算，左手定则.
【问题1】安培力的方向与哪些因素有关？
【演示1】按照教材第81页图3.1-3所示进行实验.1.上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，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.说明：通过实验培养学生的观察能力.
刚才我们通过实验证明了安培力的方向与磁场方向有关，那请同学们再次分析实验结果，它们之间到底有什么关系呢？
【教师讲授】
我这里有三支颜色不同的箭头，红色代表磁场方向，黄色代表电流方向，蓝色代表安培力方向，现在将它们按照第一个实验结果插在橡皮泥上.再请三位同学上黑板上，把其他三个实验的结果也用橡皮泥和颜色不同的箭头组成模型，让学生们观察.
【教师展示】
安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系是本节的难点，通过立体的模型可以让学生直观的观察这三者之间的具体关系，从而突破难点.
说明：
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.
左手定则：
教师参照教材第91页演示实验进一步解释如何用左手定则判断安培力的方向.
针对练习1.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向
【演示2】如教材第92页图3.4-3所示，连接好电路，分析通电平行直导线间作用力的方向.
【实验1】电流的方向相同时，观察发生的现象.
【实验2】电流的方向相反时，观察发生的现象.
为什么会出现这样的情况呢？作图分析电流的方向相同时导线的受力情况.
【问题2】
研究完安培力的方向，接下来我们来研究安培力的大小.通过本章第2节课的学习，我们已经知道，垂直于磁场B放置的通电导线L，所通电流为I时，它在磁场中受到的安培力F＝ILB.
【引入】
【问题1】当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线所受安培力多大？
【问题2】当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，导线受到的安培力多大呢？
将磁感应强度B分解为与导线垂直的分量B⊥和与导线平行的分量B∥，B⊥＝Bsin θ　B∥＝Bcos θ，因B∥不产生安培力，导线所受安培力是B⊥产生的，故F＝ILBsin θ.
答：
θ角为磁感应强度B的方向与导线方向所成的角.针对练习2.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.
【强调】
在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是 (　　)
C
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
a
b
c
d
B
关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法正确的是( )
A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用
B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直
C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流方向垂直
D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面
A
感谢您的聆听
THANK YOU