粤教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第1章 磁场 第1节 安培力.ppt

123455.(安培力的大小)如图所示,导线框中电流为I,导线框垂直于磁场放置,磁感应强度为B,AB与CD相距为d,则导体棒MN所受安培力大小为()C解析线框在磁场中受重力、安培力、弹簧弹力处于平衡状态,安培力为F=nBIl,且开始时方向向上,改变磁场方向后方向向下,大小不变.设在磁场反向之前弹簧的伸长量为x,则磁场反向之后弹簧的伸长量为(x+Δx),由平衡条件知kx+nBIl=mg,k(x+Δx)=nBIl+mg,联立解得Δx=,且线框向下移动,B正确.重难探究·能力素养全提升探究点一安培力的方向导学探究利用如图所示的实验装置进行实验.(1)改变磁场的方向,金属棒受力的方向是否改变?提示金属棒受力的方向改变.(2)改变金属棒中电流的方向,金属棒受力的方向是否改变?提示金属棒受力的方向改变.(3)仔细分析实验结果,说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系?提示安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系满足左手定则.知识点拨1.安培力的方向既垂直于电流的方向,又垂直于磁场的方向,即安培力的方向垂直于电流跟磁场决定的平面,所以判断安培力的方向时,首先确定磁场和电流所确定的平面,从而判断出安培力的方向在哪一条直线上,再根据左手定则判断安培力的具体方向.一面二线三方向2.电流方向和磁场方向间没有因果关系,这两个方向的关系是不确定的.这两个方向共同决定了安培力的方向,所以,已知电流方向和磁场方向时,安培力的方向是唯一确定的,但已知安培力和磁场方向时,电流方向不确定.典例剖析【例题1】(多选)如图所示,此装置可演示磁场对通电导线的作用.两电磁铁间某一水平面内固定两条平行金属导轨,L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆.当电磁铁线圈两端a、b,导轨两端e、f,分别接到两个不同的直流电源上时,L便在导轨上滑动.下列说法正确的是()A.若a接正极,b接负极,e接正极,f接负极,则L向右滑动B.若a接正极,b接负极,e接负极,f接正极,则L向右滑动C.若a接负极,b接正极,e接正极,f接负极,则L向左滑动D.若a接负极,b接正极,e接负极,f接正极,则L向左滑动思路点拨由右手螺旋定则判断两电磁铁间的磁场方向,由左手定则判断通电金属杆所受安培力的方向.BD解析若a接正极,b接负极,由右手螺旋定则知两电磁铁间磁场方向向上.如果e接正极,f接负极,由左手定则知L受到的安培力向左;如果e接负极,f接正极,由左手定则知L受到的安培力向右,选项A错误,选项B正确.同理,若a接负极,b接正极,则两电磁铁间磁场方向向下.如果e接负极,f接正极,则L所受的安培力向左;如果e接正极,f接负极,则L所受的安培力向右,选项C错误,选项D正确.对点演练1.(2024广东广州高二阶段练习)广州塔是广州的标志性建筑,塔顶有一支避雷针.当带有负电的乌云经过避雷针上方时,避雷针开始放电,则地球的磁场对避雷针的作用力的方向为()A.正东 B.正西C.正南 D.正北B解析地球外部的磁场方向为由地理南极指向地理北极,乌云中的负电通过避雷针进入地球,则电流方向竖直向上,由左手定则可知,地球的磁场对避雷针的作用力的方向为正西.2.一根容易形变的弹性导线,两端固定.导线中通有电流,方向如图中箭头所示.当没有磁场时,导线呈直线状态;当分别加上方向竖直向上、水平向右和垂直纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的图示正确的是()D解析A图中导线不受力,故它不会弯曲,A错误.B图中导线受到垂直纸面向里的安培力,它不会向右弯曲,B错误,C、D图中导线受到水平向右的安培力,它向右弯曲,C错误,D正确.探究点二安培力的大小导学探究利用如图所示的实验装置进行实验.改变电流大小,观察金属棒摆动幅度,通电金属棒在同一磁场中受到的安培力F跟金属棒中的电流I有什么关系?提示通电金属棒在同一磁场中受到的安培力F跟金属棒中的电流I成正比.知识点拨1.对安培力F=BILsinθ的理解2.F=BILsinθ的适用条件:导线所处的磁场应为匀强磁场;在非匀强磁场中,公式仅适用于很短的通电导线.微元3.电荷在电场中一定会受到电场力作用,但是电流在磁场中不一定受安培力作用,当电流方向与磁场方向平行时,电流不受安培力作用.典例剖析【例题2】如图所示,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线abcd所受磁场的作用力的合力()A导线有效长度的电流方向为a