人教版高中物理选修3-1第三章第4节通电导线在磁场中受到的力(共29张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-1第三章第4节通电导线在磁场中受到的力(共29张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 735.5KB | ||
| 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 | 2020-06-11 09:36:24 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
3.4
通电导线在磁场中受到的力
1、知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向，并能用左手定则解答有关问题
2、学会用公式F=BIL计算安培力的大小
教学目标
演示：按照右图所示进行实验。
1、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。
通电导线在磁场中受到的力称为安培力
一、安培力的方向
2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化
课堂探究
F、B、I方向关系
示意图
安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面
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平面内;让磁感应线从掌心进入,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
遵循左手定则
示意图
安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面
1.画出图中通电导线所受力的方向。
I
B
2.画出图中通电导线所受力的方向。
我们曾提到两条互相平行的通电直导线，当通以同向电流时互相吸引，而通以反向电流时会互相排斥，试用刚学的知识解释。
A的磁场
C的磁场
B的磁场
D的磁场
（1）
在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。
问题:如果既不平行也不垂直呢？
二、安培力的大小
即：
F=ILB
（2）平行时：F＝0
把磁感应强度B分解为两个分量：
一个分量与导线垂直
B1=Bsinθ
另一分量与导线平行
B2=Bcosθ
平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定
即F=ILB1
F=ILBsinθ
二、安培力的大小
将B1=Bsinθ代入得
通电直导线与磁场方向不垂直的情况
对公式
的理解：
★
F安不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关
解决：B与I不垂直，分解B或把L朝垂直B方向投影
F安＝BIL
★只适用匀强磁场
F＝ILB
当B∥I时
F＝0
当B⊥I时
F=BIL
F=BIL中的L为有效长度，当导线弯曲时，L是导线两端点的连线长度
试指出下述各图中的安培力的大小。
3.将长度为20cm，通有0.1A电流的直导线放入
匀强磁场中，电流与磁场方向如图，已知磁感应
强度为1T，试求出下列各图中导线所受的安培力
的大小和方向。
4.如图所示导体框中电流为I，导体框垂直于磁场放置，磁场磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则在图甲、乙两种情况下，导体棒MN和MON受到的安培力为多少？
(图乙中MN连线垂直于框架AB、CD)
5.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一导体棒，电流为I,长为L,质
量为m，在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度B为_________.
B=mgtanθ/IL
扩展1：欲使它静止在斜面上,
外加磁场的磁感应强度B的最小值为________,
方向________.
mgsinθ=BIL
B=mgsinθ/IL
B
1、电流表的构造
最基本的部分是磁铁和放在磁铁两级间的线圈。
三、磁电式电流表
2、电流表的工作原理:
（1）当电流通过线圈时，线圈左右两边都要受到方向相反的安培力，使线圈发生转动，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，反抗线圈转动。
（3）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，它的平面都跟磁感线平行，表盘的刻度就是均匀的了。
（2）电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。
3、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。
3）满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。
（1）绳子拉力_______
(变大,变小,不变)
（2）桌面对磁铁的支持力_______
（3）桌面对磁铁的摩擦力________(有,无).
变大
变小
无
桌面对磁铁的摩擦力
_______(有,无)
方向_______.
有
水平向右
6、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
D
8.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
纵向
A
9.通电直导线附近有一个小的通电闭合矩形线圈abcd，直导线AB和线框在同一平面内放置，若电流I2沿顺时针方向，则小线框的运动情况是
（
）
A．向右运动
B．静止不动
C．向左运动
D．发生转动，
同时向远离直
导线方向运动
C
10.如图
10所示
，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以由外向内的电流时（
）
图
10
A．磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力减小
B．磁铁受到向右的摩擦力，且对桌面的压力减小
C．磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大
D．磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变
11.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
12.如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果ab静止在水平导轨上。若磁场方向与水平导轨成θ角，求：
（1）棒ab受到的摩擦力；
（2）棒对导轨的压力。
课堂小结
1、安培力的方向的判定（左手定则）
2、安培力大小的计算
3、公式的应用技巧
作业布置
3.4
通电导线在磁场中受到的力
1、知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向，并能用左手定则解答有关问题
2、学会用公式F=BIL计算安培力的大小
教学目标
演示：按照右图所示进行实验。
1、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。
通电导线在磁场中受到的力称为安培力
一、安培力的方向
2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化
课堂探究
F、B、I方向关系
示意图
安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面
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平面内;让磁感应线从掌心进入,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
遵循左手定则
示意图
安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面
1.画出图中通电导线所受力的方向。
I
B
2.画出图中通电导线所受力的方向。
我们曾提到两条互相平行的通电直导线，当通以同向电流时互相吸引，而通以反向电流时会互相排斥，试用刚学的知识解释。
A的磁场
C的磁场
B的磁场
D的磁场
（1）
在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。
问题:如果既不平行也不垂直呢？
二、安培力的大小
即：
F=ILB
（2）平行时：F＝0
把磁感应强度B分解为两个分量：
一个分量与导线垂直
B1=Bsinθ
另一分量与导线平行
B2=Bcosθ
平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定
即F=ILB1
F=ILBsinθ
二、安培力的大小
将B1=Bsinθ代入得
通电直导线与磁场方向不垂直的情况
对公式
的理解：
★
F安不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关
解决：B与I不垂直，分解B或把L朝垂直B方向投影
F安＝BIL
★只适用匀强磁场
F＝ILB
当B∥I时
F＝0
当B⊥I时
F=BIL
F=BIL中的L为有效长度，当导线弯曲时，L是导线两端点的连线长度
试指出下述各图中的安培力的大小。
3.将长度为20cm，通有0.1A电流的直导线放入
匀强磁场中，电流与磁场方向如图，已知磁感应
强度为1T，试求出下列各图中导线所受的安培力
的大小和方向。
4.如图所示导体框中电流为I，导体框垂直于磁场放置，磁场磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则在图甲、乙两种情况下，导体棒MN和MON受到的安培力为多少？
(图乙中MN连线垂直于框架AB、CD)
5.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一导体棒，电流为I,长为L,质
量为m，在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度B为_________.
B=mgtanθ/IL
扩展1：欲使它静止在斜面上,
外加磁场的磁感应强度B的最小值为________,
方向________.
mgsinθ=BIL
B=mgsinθ/IL
B
1、电流表的构造
最基本的部分是磁铁和放在磁铁两级间的线圈。
三、磁电式电流表
2、电流表的工作原理:
（1）当电流通过线圈时，线圈左右两边都要受到方向相反的安培力，使线圈发生转动，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，反抗线圈转动。
（3）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，它的平面都跟磁感线平行，表盘的刻度就是均匀的了。
（2）电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。
3、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。
3）满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。
（1）绳子拉力_______
(变大,变小,不变)
（2）桌面对磁铁的支持力_______
（3）桌面对磁铁的摩擦力________(有,无).
变大
变小
无
桌面对磁铁的摩擦力
_______(有,无)
方向_______.
有
水平向右
6、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
D
8.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
纵向
A
9.通电直导线附近有一个小的通电闭合矩形线圈abcd，直导线AB和线框在同一平面内放置，若电流I2沿顺时针方向，则小线框的运动情况是
（
）
A．向右运动
B．静止不动
C．向左运动
D．发生转动，
同时向远离直
导线方向运动
C
10.如图
10所示
，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线．当导线中通以由外向内的电流时（
）
图
10
A．磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力减小
B．磁铁受到向右的摩擦力，且对桌面的压力减小
C．磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大
D．磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变
11.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
12.如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L，通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果ab静止在水平导轨上。若磁场方向与水平导轨成θ角，求：
（1）棒ab受到的摩擦力；
（2）棒对导轨的压力。
课堂小结
1、安培力的方向的判定（左手定则）
2、安培力大小的计算
3、公式的应用技巧
作业布置