【创新设计】2013-2014学年高中物理鲁科版选修1-1第3章3-1磁场中的通电导线.ppt

图3-1-9 自 主 学 习 名 师 解 疑 分 类 例 析 课堂对点演练 第1节 磁场中的通电导线 图3-1-1 摆动 力 BIl 电流 安培力 垂直 图3-1-2 吸引 排斥 磁场力 转动 安培力 转子 定子 图3-1-3 图3-1-4 磁感应强度的理解 安培力的大小 图3-1-5 安培力的方向 图3-1-6 图3-1-7 自 主 学 习 名 师 解 疑 分 类 例 析 课堂对点演练 1．会计算通电导体在磁场中所受安培力的大小． 2．学会用左手定则判断安培力的方向． 3．了解电动机的构造及工作原理． 4．熟练掌握磁感应强度的定义及其物理意义． 一、会动的导线 实验：如图3-1-1所示，把一根直导线放在一个蹄形磁铁里，使导线跟磁场方向垂直，当给导线通电时： (1)现象：通电导线朝一个方向． (2)结论：磁场对通电导线有的作用． (3)研究方法：控制变量法． 定义：.通电导线在磁场受到的力． 安培力的大小 当通电导线垂直磁场方向放置时，所受安培力的大小为F＝. 安培力的方向 (1)判定方法：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开的四指指向的方向；那么，拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受的方向． (2)安培力方向的特点：FB，FI，即F于B和I决定的平面．(注意：B和I可以有任意夹角) 磁感应强度的定义式：B＝ 注意：B与F、I、l无关，只由磁场本身的性质决定． 电流间的相互作用：同向电流相互、异向电流相互． 二、会动的线圈 处在磁场中的线圈通电后，受到的作用，从而发生转动． 如图3-1-2所示，当线圈平面和磁场方向平行时，线圈的ab边受到的磁场力为F1，线圈的cd边受到的磁场力为F2，线圈在磁场力作用下发生． 三、揭开电动机旋转的奥秘 原理：电动机就是利用来工作的． 结构：电动机的主要构成有两部分：和． 分类：电动机分直流电动机和交流电动机两类。大功率的电动机一般是交流电动机． 应用：电动机广泛应用于生产和生活中．在家用电器中，录音机、电冰箱、电脑、抽油烟机、洗衣机、电风扇等等，都要用到电动机． 一、安培力大小的计算 电流与磁场垂直 (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. (2)弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图3-1-3所示)；相应的电流沿L由始端流向末端． 电流与磁场不垂直 (1)若磁场和电流成θ角，如图3-1-4所示．可以将磁感应强度B正交分解成B＝Bsin θ和B＝Bcos θ，而B对电流是没有作用的． F＝ILB＝ILBsin θ，即F＝ILBsin θ. (2)当θ＝0°时，F＝0，此时表明通电导线与磁场平行，导线不受安培力． 特别提醒 (1)公式F＝ILBsin θ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F＝IBLsin θ中的Lsin θ也可以理解为垂直于磁场方向的“有效长度”． (3)用公式计算安培力仅适用于电流处于匀强磁场中． 二、对磁感应强度的理解 与电场强度一样，磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量．磁感应强度B的国际单位是特斯拉，符号是T,1 T＝1 N/(A·m)． 磁感应强度B是矢量，其方向就是该处的磁场方向． 磁感应强度的理解：磁感应强度的定义式B＝只 有在通电导线和磁场方向垂直时才有意义．磁感应强度由磁场本身决定，不能认为B与F成正比，与IL成反比． 磁感应强度B与电场强度E对比如下表： 磁感应强度B 电场强度E 不同点 物理 意义 描述磁场的 强弱及方向 描述电场的 强弱及方向 定义式 B＝ E＝ 单位 1 T＝1 1 V/m＝1 N/C 相似点 都是矢量，运算法则是平行四边形定则 大小都由相应场自身决定，与所受力大小无关 三、通电导线在安培力作用下的运动分析 判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向的几种方法 (1)电流元分析法：把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段就是一个电流元．先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导线的运动方向． (2)特殊位置分析法：根据通电导线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． (3)等效分析法：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁铁，其南、北极由安培定则判定． 分析通电导线在安培力作用下运动情况的一般步骤 (1)画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况； (2)用左手定则确定各段通电导线所受安培力； (3)据初速度方向结合牛顿运动定律确定导线的运动情况． 特别提醒 (1)在F、I、B三个物理量中，F与