高二物理通电导线在磁场中受到的力(习题课)浅析.ppt

通电导线在磁场中受到的力 习题课;学习目标： 1.掌握安培力方向的判断方法——左手定则． 2．掌握安培力大小的计算方法． 3．了解磁电式电流表的原理． 重点难点：安培力的大小计算和方向判定．;2、安培力方向的判定——左手定则 伸出左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让________从掌心进入，并使四指指向_____的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受________的方向(如图3－4－1所示)．;3．方向特点：安培力的方向一定垂直于B和I决定的平面． 二、安培力的大小 1．当B与I垂直时，安培力的大小F＝______. 2．当B与I平行时，安培力的大小F＝___. 3．当B与I成θ角时，安培力的大小F＝_______，θ是磁感应强度B的方向与导线方向的夹角．;三、磁电式电流表 1．构造：______、_____、螺旋弹簧(又叫游丝)、指针、极靴、圆柱形铁芯等． 2．原理：当被测电流通入线圈时，线圈受_______作用而转动，线圈的转动使螺旋弹簧扭转形变，产生阻碍线圈转动的力矩．当发培力产生的转动与螺旋弹簧形变产生的阻碍达到_______时，指针停留在某一刻度．____越大，_______就越大，___________就越大．;一、安培力方向的判断——左手定则 1．安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面．在判断时首先确定磁场与电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向．;2．当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心．(电流与B垂直时，一定要让磁感线垂直穿过手心，否则可能出现错误) 3．注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系，安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行．;特别提醒：(1)F安⊥I，F安⊥B，但B与I不一定垂直． (2)判断通电导线在磁场中所受安培力时，注意一定要用左手，并注意各方向间的关系． (3)若已知B、I方向，F安方向唯一确定，但若已知B(或I)、F安方向、I(或B)方向不唯一．;即时应用 1.图3－4－2中的通电导线在磁场中受力分析正确的是(　　);二、对安培力大小计算公式的深刻理解 1．公式F＝ILB中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时，F最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0. 2．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接的长度(如图3－4－3所示)；相应的电流沿L由始端向末端．;3．若磁场和电流成θ角时，如图3－4－4所法．;可以将磁感应强度B正交分解成B⊥＝Bsinθ和B∥＝Bcosθ，而B∥对电流是没有作用的． F＝ILB⊥＝ILBsinθ，即F＝ILBsinθ. 特别提醒：(1)公式F＝ILBsinθ中θ是B和I方向的夹角，不能盲目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析． (2)公式中的L可以理解为垂直于磁场方向的“有效长度”．;即时应用 2.(2010年高考上海卷)如图3－4－5所示，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为(　　);A．0　　　　　　　　　　　B．0.5BIl C．BIl D．2BIl 解析：选C.V形通电导线的等效长度为图中虚线部分，所以F＝BIl，故C对．;三、安培力作用下导体运动方向的判断 如果通电导体放置在非匀强磁场中，则不能够运用F＝BIL进行定量的计算，但可用F＝BIL和左手定则进行定性的讨论，常用的方法有以下几种： 1．电流元分析法 把整段电流等效分成很多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向，注意一般取对称的两段电流元分析．;2．等效分析法 环形电流可以等效为小磁针(或条形磁铁)，条形磁铁也可等效成环形电流，通电螺线管可以等效成很多的环形电流来分析． 3．特殊位置分析法 根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置． 4．结论法 两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势．;即时应用 3.如图3－4－6所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是(　　) A．都绕圆柱转动 B．以不等的加速度相向运动 C．以相等的加速度相向运动 D．以相等的加速度背向运动;四、安培力作用下的平衡问题 1．安培力作为通电