物理：新人教版选修3-1 3.4磁场对通电导线的作用力(课件).ppt

第三章《磁场》 教学目标 （一）知识与技能 1、知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断----左手定则。知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题. 2、会用安培力公式F=BIL解答有关问题. 知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL. 3、了解磁电式电流表的内部构造的原理。 （二）过程与方法 通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算。培养学生的间想像能力。 （三）情感态度与价值观 使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系。 二、重点与难点： 重点：安培力的方向确定和大小的计算。 难点：左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用）。 三、教具：磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。 ［问题］电流表中磁场分布有何特点呢？ 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的. 所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度. 第四节《磁场对通电导线的作用力》 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 F、B、I方向关系 B I F 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 B I F 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 F I B F I B α α B B I F α B I 判定以下通电导线所受安培力的方向 30° F F I I I B B B 问题：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 用学过的知识加以判断 同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。 结论: F F F 同向电流 F 反向电流 （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 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 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 公式： F=ILBsinθ θ表示磁场方向与电流方向间的夹角 在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场 二、安培力的大小 问题:若B与I不垂直时，F安与B和I方向关系可以概括为那句话？这时左手定则对磁感应线有何要求？ B I F 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 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 a b c d D 0 0.02N 水平向右 0.02N 垂直导线 斜向左上方 将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向 I B I B 30° I B B a c b I 如图所示，直角三角形abc组成的导线框内通有电流I＝1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中，AC=40cm， ，求三角形框架各边所受的安培力。 F 在图中，匀强磁场磁感应强度为B，有一段长L，通有电流为I的直导线ab，电流方向从a到b，则导线所受磁场力大小和方向如何？并将立体图改画为平面图 α α B