8.第2课时磁场对电流的作用力.ppt

* 第2课时 磁场对电流的作用 考点自清 一、安培力的大小和方向 1.安培力的大小 （1）F = （如图1所示）. （2）磁场和电流垂直时:F = . （3）磁场和电流平行时:F =0. 图1 BILsinθ BIL 2.安培力的方向 （1）用左手定则判定: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个平面内.让 磁感线从掌心进入,并使四指指向 , 这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所 受 . （2）安培力的方向特点:F⊥B,F⊥I,即F垂直于 决定的平面. 名师点拨 安培力的方向垂直于磁感应强度B和电流I所决定的平面,但磁感应强度与电流不一定垂直. 电流的方向 安培力的方向 B和I 二、磁电式电流表 如图2所示,蹄形磁铁和圆柱形铁芯间的磁场是均匀辐向磁场,不管通电线圈在磁场中转到什么位置,线圈平面都跟磁场平行,线圈中电流越大,偏转角也越大,θ与I成正比.因通电线圈中的电流方向改变时,指针（或线圈）偏转的方向随之改变,故根据电流表指针偏转方向可判定电路中的电流方向. 图2 交流与思考:磁电式电流表有什么优缺点? 提示:优点是灵敏度高,能测出很弱的电流.缺点是线圈的导线很细,允许通过的电流很弱. 热点一 安培力的方向特点 1.与电场力比较 磁场和电场有很多相似之处,但是,安培力比库仑力复杂得多.点电荷在电场中受力方向和电场方向不是相同就是相反;而电流元在磁场中受力的方向与磁场的方向不在同一条直线上,而且还不在同一个平面内,安培力的方向与磁场方向和电流方向决定的平面垂直. 热点聚焦 2.方向确定 （1）通电导线I放在磁场B之中,是安培力F产生的原因,所以F的方向由I、B决定. （2）安培力F的方向总与磁场B方向和通电导线电流I的方向所决定的平面垂直,但磁场的方向与电流的方向不一定垂直,可以成任意夹角. （3）由磁场B的方向和电流I的方向确定安培力F的方向是惟一的,但由F和B（或I）方向确定，I（或B）的方向不惟一. 特别提示 不论导线与磁感线的夹角如何,安培力的方向都可以用左手定则判定.只不过当导线与磁感线不垂直时,磁感线应斜穿过手心,但四指一定指向电流方向,拇指一定要垂直于磁场方向和电流方向决定的平面. 热点二 安培力的大小和做功情况 1.应用公式F=BIL时需要注意 （1）B与L垂直. （2）L是有效长度,如图3曲线ACB 中如果通电电流为I,则其受水平向 左的安培力F =BIL. （3）B并非一定是匀强磁场,但一定 是导线所在处的磁感应强度. 图3 （2）安培力做负功:是将其他形式的能转化为电能,储存或再转化为其他形式的能. 2.安培力做功的实质:能量的转化 （1）安培力做正功:是将电源的能量转化为导线的动能或其他形式的能. 题型1 通电导体在安培力作用下运动方向的判断 【例1】 如图4所示, 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线圈平面.当线圈内通以如图方向的电流后,线圈的运动情况是 （ ） A.线圈向左运动 B.线圈向右运动 C.从上往下看顺时针转动 D.从上往下看逆时针转动 题型探究 图4 思路点拨 解答本题可用两种思考方法:（1）把环形电流看成小磁针;（2）把环形电流看作很多直线电流组成的,分析每小段直线电流的受力. 解析 解法一 电流元法.首先 将圆形线圈分成很多小段,每一 段可看做一直线电流,取其中上、 下两小段分析,其截面图和受安培力情况如右图所示.根据对称性可知,线圈所受安培力的合力水平向左,故线圈向左运动.只有选项A正确. 解法二 等效法.将环形电流等效成一条形磁铁,如下图所示,据异名磁极相吸引知,线圈将向左运动,选A.也可将左侧条形磁铁等效成一环形电流,根据结论“同向电流相吸引,异向电流相排斥”.也可判断出线圈向左运动,选A. 答案 A 方法提炼 判断通电导体在安培力作用下的运动方向: 清楚导线所在位置的磁场分布情况,然后结合 左手定则准确判断导线的受力情况或将要发生的 运动.往往采用以下几种方法: 环形电流可等效成小磁针,通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流,反过来等效也成立 等效 法 把整段导线分为多段直电流元,先用左手定则判断每段电流元受力的方向,然后判断整段导线所受合力的方向,从而确定导线运动方向 电流 元法 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题,可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力,然后由牛顿第三定律,确定磁体所受电流磁场的反作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向 转换研究 对象法 两平行直线电流在相互作用过