选修3-1-3.4通电导线在磁场中受到力.pptVIP

* * * * * * 3.4 通电导线在磁场中受到的力 第三章 磁场 东海县白塔高级中学高二物理组 通电导线在磁场中受到的力称为安培力 回顾： （1）磁场对通电直导线的作用力同哪些因素有关? （2）当通电直导线垂直匀强磁场时，磁场力的计算公式? 演示：按照右图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向（1、2）， 观察受力方向是否改变。 一、安培力的方向 I B F 2、上下交换磁场的位置以改变磁场的方向（1、3）， 观察受力方向是否变化。 F I B F I B I B F 问题1：通电导线在磁场中所受安培力的方向跟磁场方向，电流方向之间有怎样的关系呢？你能用简洁的方法表示这个关系吗？ 左手定则的内容是什么？ 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；让磁感线从掌心穿入，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 o I X(F) Y(B) F B Z( I ) F I B F I α α B B I F α B 30° F F I I B B 【例1】判断下列图中安培力的方向 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 强调：应用安培力应注意的问题 b B a . F F=BIL . B B B B × F 例2.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者 之间的关系，正确的说法是(　　) A．磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间 总是互相垂直的 B．磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方 向不一定与安培力方向垂直 C．磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流 方向一定与安培力方向垂直 D．磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力 方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向 垂直 D 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。 拓展：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。 区别安培定则 与左手定则 分析 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 问题2：当通电直导线垂直匀强磁场时，磁场力的计算公式： F = ILB (B⊥L) 判断下列图中安培力的大小 B I I B 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3:如果电流与磁场方向既不平行也不垂直呢？安培力的大小如何计算？ B θ I 当电流与磁场方向夹角为θ时，通电直导线与磁场方向不垂直时，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F=ILB1，将B1=Bsinθ代入得 F=ILBsinθ I B θ B2 B1 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 B F B⊥ B∥ （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 例3. 一根长为0.2m的通以2A电流的导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是（ ）A. 0.4N B. 0.2N C. 0.1N D. 0 BCD 拓展：一根长为0.1m，电流为1A的通电导线，放在磁场中某处受到的安培力大小为0.4N,则该处的磁感线强度为（ ） A.等于4T B.大于或等于4T C.小于或等于4T D.可能为零 B 问题3：（1）磁场对线圈的作用力 如图,在匀强磁场中，矩形线圈通以如图电流，试判定各边受力情况。 a c b d B 三. 磁电式电表 三、磁电式电流表 1、电流表的构造 如图所示是电流表的构造图，在一个很强的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以转动的铝框，铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈的两端分别接在这个螺旋弹簧上，被测电流通过弹簧流入线圈。 2、电流表的工作原理: 1、当电流通过线圈时线圈左右两边都要受到方向相反安培力