《磁場對通電導線的作用力》1(PPT課件可編輯).ppt
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,,3.4《磁場對通電導線的作用力》,教學目標,（一）知識與技能1、知道什么是安培力。知道通電導線在磁場中所受安培力的方向與電流、磁場方向都垂直時，它的方向的判斷----左手定則。知道左手定則的內(nèi)容，會用左手定則熟練地判定安培力的方向，并會用它解答有關問題.2、會用安培力公式F=BIL解答有關問題.知道電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，等于BIL.3、了解磁電式電流表的內(nèi)部構造的原理。（二）過程與方法通過演示、分析、歸納、運用使學生理解安培力的方向和大小的計算。培養(yǎng)學生的間想像能力。（三）情感態(tài)度與價值觀使學生學會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的認識事物的一種重要的科學方法.并通過對磁電式電流表的內(nèi)部構造的原理了解，感受物理知識之間的聯(lián)系。二、重點與難點：重點：安培力的方向確定和大小的計算。難點：左手定則的運用（尤其是當電流和磁場不垂直時，左手定則如何變通使用）。三、教具：磁鐵、電源、金屬桿、導線、鐵架臺、滑動變阻器、多媒體。,預備知識,垂直于紙面向里的電流,垂直于紙面向外的電流,垂直于紙面向里的磁場,垂直于紙面向外的磁場,,復習,1、磁感應強度的表達形式,2、安培定則的內(nèi)容,直線電流的磁場：右手握住導線讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞方向,環(huán)形電流的磁場(通電螺線管的磁場)：讓右手彎曲的四指與環(huán)行電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)行導線軸線上(螺線管內(nèi)部)磁感線的方向。,請欣賞視頻,6,1、定義：通電導線在磁場中受到的力（磁場對電流的作用力）稱為安培力。是為了紀念安培而命名的。,思考與討論,在電場，電場強度的方向就是正電荷所受電場力的方向。那么，在磁場中，磁感應強度的方向是不是通電導體受力方向呢？,安培力,一、安培力的方向,演示：按照右圖所示進行實驗。1、上下交互磁場的位置以改變磁場的方向，觀察受力方向是否變化。2、改變導線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。,通過這兩種情況的分析，我們實際上已經(jīng)了解了導線受力的方向與磁場方向、電流方向的關系。你能用簡潔的方法表示這個關系嗎？,受力方向改變,只改變磁場方向,只改變電流方向,電流和磁場方向都變化,受力方向不變,受力方向改變,一、安培力的方向,F、B、I方向關系,安培力方向既與電流方向垂直F⊥B又與磁場方向垂直F⊥I，即垂直于電流和磁場所在的平面，即：F安⊥BI平面,左手定則：伸開左手,使拇指與其余四個手指垂直,并且都與手掌在同一平面內(nèi);讓磁感應線從掌心進入,并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向,遵循左手定則,示意圖,伸開左手：,磁感線——穿入手心,四指——指向電流的方向,大拇指——所受安培力的方向,一、安培力的方向,,判定以下通電導線所受安培力的方向,,,,,,30,I,I,I,B,B,B,一、安培力的方向,問題：如圖所示，兩條平行的通電直導線之間會通過磁場發(fā)生相互作用,用學過的知識加以判斷,同向電流相互吸引。,反向電流相互排斥。,結論:,同向電流,反向電流,一、安培力的方向,（1）在勻強磁場中，在通電直導線與磁場方向垂直的情況下，導線所受安培力F等于磁感應強度B、電流I和導線的長度L三者的乘積。,問題:如果既不平行也不垂直呢？,二、安培力的大小,即：F=ILB,（2）平行時：F＝0,把磁感應強度B分解為兩個分量：,一個分量與導線垂直B1=Bsinθ,另一分量與導線平行B2=Bcosθ,平行于導線的分量B2不對通電導線產(chǎn)生作用力，通電導線所受作用力僅由B1決定,即F=ILB1,F=ILBsinθ,二、安培力的大小,將B1=Bsinθ代入得,通電直導線與磁場方向不垂直的情況,公式：F=ILBsinθ,θ表示磁場方向與電流方向間的夾角,在中學階段，此公式僅適用于勻強磁場,二、安培力的大小,問題:若B與I不垂直時，F(xiàn)安與B和I方向關系可以概括為那句話？這時左手定則對磁感應線有何要求？,,,,16,0,0.02N水平向右,0.02N垂直導線，斜向左上方,3、將長度為20cm、通有0.1A電流的直導線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應強度為1T。試求出下列各圖中導線所受安培力的大小和方向,I,B,,,I,B,,,,30,I,B,GGLX鞏固練習,,17,3、長度為20cm的通電直導線放在勻強磁場中，電流的強度為1A，受到磁場作用力的大小為2N，則磁感應強度B：（）,A、B＝10TB、B≥10TC、B≤10TD、不能確定,B,ZDLX針對練習,如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于O點，在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導線，當導線中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的運動情況將是(),A．靜止不動B．向紙外平動C．N極向紙外，S極向紙內(nèi)轉動D．N極向紙內(nèi)，S極向紙外轉動,C,兩條導線互相垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd可以自由活動，當通以如圖所示電流后，cd導線將（）A.順時針方向轉動，同時靠近abB.逆時針方向轉動，同時離開abC.順時針方向轉動，同時離開abD.逆時針方向轉動，同時靠近ab,,,a,b,c,d,D,0,0.02N水平向右,0.02N垂直導線斜向左上方,將長度為20cm、通有0.1A電流的直導線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應強度為1T。試求出下列各圖中導線所受安培力的大小和方向,I,B,,,I,B,,,,30,I,B,如圖所示，直角三角形abc組成的導線框內(nèi)通有電流I＝1A，并處在方向豎直向下的勻強磁場B＝2T中，AC=40cm，，求三角形框架各邊所受的安培力。,在圖中，勻強磁場磁感應強度為B，有一段長L，通有電流為I的直導線ab，電流方向從a到b，則導線所受磁場力大小和方向如何？并將立體圖改畫為平面圖,,如圖所示，在磁感應強度為1T的勻強磁場中，有兩根相同的彈簧，下面掛一條長為0.5m，質(zhì)量為0.1kg的金屬棒MN，此時彈簧伸長10cm，欲使彈簧不伸長則棒上應通過的電流的大小和方向如何？,M,N,2A，方向從M到N,磁電式電流表,1、磁電式電流表的構造：刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴（軟鐵制成）、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯（軟鐵制成）。,鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉動。,.,,,,,,［問題］電流表中磁場分布有何特點呢？電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的.所謂均勻輻向分布，就是說所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度.,在以鐵芯為中心的圓圈上，各點的磁感應強度B的大小是相等的.,該磁場并非勻強磁場,［問題］該磁場是否勻強磁場？,［問題］該磁場的特點？,2、電流表的工作原理,1、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉到什么角度，它的平面都跟磁感應線平行，當電流通過線圈時線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉到，線圈轉動使螺旋彈簧被扭動，產(chǎn)生一個阻礙線圈轉動的力矩，其大小,隨線圈轉動的角度增大而增大，當這種阻礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉動的力矩相平衡時，線圈停止轉動。,2、磁場對電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大，線圈和指針偏轉的角度也越大，因而根據(jù)指針的偏轉角度的大小，可以知道被測電流的強弱。,3、當線圈中的電流方向發(fā)生變化時，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉方向也發(fā)生變化，所以根據(jù)指針的偏轉方向，可以知道被測電流的方向。,表盤的刻度均勻，θ∝I,關于磁場對通電直導線的作用力,下列說法正確的是(),A.通電直導線在磁場中一定受到安培力的作用B.通電直導線在磁場中所受安培力的方向一定跟磁場方向垂直C.通電直導線在磁場中所受安培力的方向一定跟電流方向垂直D.通電直導線在磁場中所受安培力的方向垂于由B和I所確定的平面,BCD,磁場中某處的磁感線如圖所示(),A.a、b兩處的磁感應強度的大小不等,Ba>BbB.a、b兩處的磁感應強度的大小不等,Ba
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