通电导线在磁场中受的力.doc

通电导线在磁场中受的力 一、引入新课 通过第二节的学习，我们已经初步了解磁场对通电导线的作用力。安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。安培力在我们的生活中随处可见，安培力在我们生活中也起着非常重要作用。这节课我们对安培力作进一步的讨论。 二、进行新课 1、安培力的方向 由F = B I L 猜想，F的方向可能和谁有关？ 答：可能与B和I 的方向有关 如何设计实验去证明F的方向与B和I的方向有关？ 演示实验： （1）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向 现象：导体向相反的方向运动。 （2）改变电流的方向 现象：导体又向相反的方向运动。 得出结论： （1）安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。 （2）安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。 左手定则： 通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用的方向就是：伸开左手，是大拇指与其余四指垂直，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。 特别提醒： 无论通电导线与磁感线的夹角如何，安培力的方向一定可以用左手定则来判断，当导线和磁感线不垂直时，把导线所在处的磁感应强度B分解为跟导线平行的分量B∥和跟导线垂直的分量B⊥，让B⊥垂直穿过掌心，不管怎样，安培力一定垂直于导线与磁感线所决定的平面． 典型例题： 例题1：判定以下通电导线所受安培力的方向 练习1：如下图所示，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是(　　) 练习2.试画出下列各图中通电导体棒ab所受安培力的方向： 小结：安培力的三维立体空间构建，寻找合适平面画出安培力所在平面，并能标出电流方向以及磁场方向。 探究：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。 分析通电导线在磁场中的受力时，要先确定导线所在处的磁场方向，然后根据左手定则确定通电导线的受力方向。 例题2：两条导线互相垂直，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 2、安培力的大小 通过第二节课的学习，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 = B I L 当磁感应强度B的方向与导线平行时，导线受力为零。 问题：如果 B 既不平行也不垂直 I (或 L ) 时，导线受的安培力有多大呢？ 将磁感应强度B分解为与导线垂直的分量和与导线平行的分量，则， 因不产生安培力，导线所受安培力是产生的，故安培力计算的一般公式为： F = B I L sinθ (θ为B与L的夹角) 适用于匀强磁场 例题3：如图，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L＝0.5m的光滑平行导轨，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？ 确定研究对象进行受力分析、确定安培力，侧视图的画法，正交分解，利用牛顿第二定律求解。确定电流I需用闭合电路的欧姆定律。综合以上方程求解。 练习3：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬在水平位置上，已知金属棒长为 L= 0.5 m,质量 m = 0.01kg,B = 0.4 T,欲使悬线的张力为零，求金属棒中的电流的大小与方向？（g=10m/s2) 三、小结 1．安培力的方向 （1）左手定则 （2）区别安培定则与左手定则 2．安培力的大小： （1）B⊥L时：F=BIL （2）B∥L时：F=0 （3）B与L成θ角时：F = B I L sinθ (θ为B与L的夹角) 匀强磁场 对公式的理解： ①只适用匀强磁场 ②不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关 ③L是有效长度，不一定是导线实际长度