3.4通电导线在磁场中受到的力课案.ppt

磁场对通电导线的作用 4 学习目标: 1.知道什么是安培力； 2.能熟练地应用左手定则判断安培力的方向，并会计算安培力的大小； 3.了解磁电式电流表的结构和工作原理； 4.激情投入，巧妙地利用类比法和对比法掌握好安培力的相关知识。 一、安培力的方向 演示：按照右图所示进行实验。 1、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。 2、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。 任务：通过这两种情况的分析，我们了解了导线受力的方向与磁场方向、电流方向的关系。 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 I B F 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 F I B F I B I B F 安培力方向垂直于电流和磁场方向，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。 四指 电流 磁感线 穿手心 大拇指 受力 注 意 X(F) Y(B) o I F B Z( I ) F I B F I B α α B B I F α B I 30° F F I I I B B B 【例1】画出图中第三者的方向。 例题1：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验你的预测。 区别安培定则与左手定则 分析 I I F F 分析： 电流方向相同 电流方向相反 I I F F 1 2 3 4 电流方向相同时，将会吸引 电流方向相反时，将会排斥 二.安培力的大小 1.当电流与磁场方向垂直时: F = ILB (B⊥I) B I F 2、电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零 N S I 问题:如果既不平行也不垂直呢？ B θ I I B 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 θ B2 B1 将B1=Bsinθ代入得 通电直导线与磁场方向不垂直的情况 3.当电流与磁场方向夹角为θ时: 总结：安培力的大小： （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。 即： F=ILB （2）平行时：F＝0 （3）公式： F=I L B sinθ θ表示磁场方向与电流方向间的夹角 ? 在中学阶段，F=I L B sinθ仅适用于匀强磁场 B F B⊥ B∥ 1、分析受到的安培力时,要善于把立体图,改画成易于分析受力的平面图形 2、注意磁场和电流的方向是否垂直 应用安培力应注意的问题 b B a . F F=BIL . B F B . F=BIL × b B a × B F B B B B × B F 1.画出导线所在处的磁场方向 2.确定电流方向 3.根据左手定则确定受安培力的方向 4.根据受力情况判断运动情况 判断通电导线在安培力作用下的运动方向问题: 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 固定 F F ˙ × × × × × × ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ 自由 同向相吸 3、判断通电导线、线圈在安培力作用下的运动 例2：把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图方向的电流后，判断线圈如何运动？ N S 从右向左看 电流逆时针流 方法一、电流元分析法 根据中心对称性 线圈所受安培力的合力水平向左 故线圈向磁铁运动 N S N S 从右向左看 电流逆时针流 方法二、等效分析法 环形电流等效为小磁针 N S 通电螺线管等效为多个环形电流、条形磁铁 N S 从右向左看 电流逆时针流 条形磁铁或小磁针等效为环形电流 如图所示，蹄形磁体用悬线悬于