高二物理第15章第二節(jié)《安培力、磁感應(yīng)強(qiáng)度》課件

1、第二節(jié)安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度第二節(jié)安培力磁感應(yīng)強(qiáng)度學(xué)學(xué).科科.網(wǎng)網(wǎng).學(xué)學(xué).科科.網(wǎng)網(wǎng).核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第二節(jié)第二節(jié)課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的概念，知道其單的概念，知道其單位位2知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)強(qiáng)度的大小3知道什么叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)，知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線知道什么叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)，知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線的分布情況的分布情況4知道什么是安培力，知道電流方向與磁場(chǎng)方向知道什么是安培力，知道電流方向與磁場(chǎng)方向

2、平行時(shí)，電流所受的安培力為零；電流方向與磁平行時(shí)，電流所受的安培力為零；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流所受安培力的大小場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流所受安培力的大小FBIL.5會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向?qū)W學(xué).科科.網(wǎng)網(wǎng).重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：1.理解磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小的決理解磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力大小的決定因素，掌握安培力大小計(jì)算和方向判斷的方定因素，掌握安培力大小計(jì)算和方向判斷的方法法2對(duì)左手定則的理解對(duì)左手定則的理解課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、磁感應(yīng)強(qiáng)度一、磁感應(yīng)強(qiáng)度1定義：在磁場(chǎng)中定義：在磁場(chǎng)中_磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的安培力所受的安培力

3、F跟電流跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積的乘積IL的的_叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，用叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，用B來來表示表示學(xué)學(xué).科科.網(wǎng)網(wǎng).垂直于垂直于比值比值垂直于垂直于磁場(chǎng)磁場(chǎng)3單位：特斯拉，簡(jiǎn)稱特，國(guó)際符號(hào)是單位：特斯拉，簡(jiǎn)稱特，國(guó)際符號(hào)是T.1 T1_.4磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，既有大小，又有方向，磁磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，既有大小，又有方向，磁場(chǎng)中某一點(diǎn)場(chǎng)中某一點(diǎn)_的方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的的方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向方向5磁感線的磁感線的_程度可以表示磁感應(yīng)強(qiáng)度程度可以表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B的的大小大小磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度疏密疏密二、勻強(qiáng)磁場(chǎng)二、勻強(qiáng)磁場(chǎng)如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的如

4、果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的_和和_處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng) 勻 強(qiáng) 磁 場(chǎng) 的 磁 感 線 是 相 互場(chǎng) 勻 強(qiáng) 磁 場(chǎng) 的 磁 感 線 是 相 互 _ _ _ _ 且且_的直線的直線(與勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線相與勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線相似似)三、安培力三、安培力磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)對(duì)_的作用力叫安培力的作用力叫安培力1大?。捍笮。?1)當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向_時(shí)，所受安培力時(shí)，所受安培力最大為最大為FBIL.(2)當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向_時(shí)，所受安培力時(shí)，所受安培力最小為最小為F0.學(xué)學(xué).科科.網(wǎng)網(wǎng).大小大小方向方向平行平行分

5、布均勻分布均勻電流電流垂直垂直平行平行(3)當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，所受安培力介當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，所受安培力介于于_和和_之間之間2方向：方向：(1)左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向指指向_的方向，那么，大拇指所指的方向的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受_的方向的方向(2)安培力的特點(diǎn)：安培力的特點(diǎn)：FB，F(xiàn)I，即，即

6、F的方向垂直的方向垂直于于_和和_所在的平面所在的平面(B和和I可可以有任意夾角以有任意夾角)學(xué)學(xué).科科.網(wǎng)網(wǎng).0BIL電流電流安培力安培力磁感線磁感線通電導(dǎo)線通電導(dǎo)線核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破5磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度E的比較的比較特別提醒：特別提醒：磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場(chǎng)本身決定，與放入的通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度、電由磁場(chǎng)本身決定，與放入的通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度、電流無關(guān)，引入電流元流無關(guān)，引入電流元IL只是一種研究方法，被研只是一種研究方法，被研究的量與研究方法無關(guān)究的量與研究方法無關(guān)二、如何確定安培力的大小和方向二、如何確定安培力的大小和方

7、向1安培力的大小安培力的大小(1)安培力的大小與導(dǎo)線放置有關(guān)安培力的大小與導(dǎo)線放置有關(guān)同一通電導(dǎo)線，按不同方式放在同一磁場(chǎng)中，如同一通電導(dǎo)線，按不同方式放在同一磁場(chǎng)中，如圖圖1521所示，三種情況下，導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向所示，三種情況下，導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)安培力最大，取為垂直時(shí)安培力最大，取為Fmax；當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方；當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，安培力最小，向平行時(shí)，安培力最小，F(xiàn)0；其他情況下，；其他情況下，0FI2，且離導(dǎo)線越遠(yuǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，且離導(dǎo)線越遠(yuǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)越弱，在越弱，在a點(diǎn)點(diǎn)I1產(chǎn)生的磁場(chǎng)比產(chǎn)生的磁場(chǎng)比I2產(chǎn)生的磁場(chǎng)要強(qiáng)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)要強(qiáng)，A錯(cuò)，同理，錯(cuò)，同理，C對(duì)對(duì)I1與與I2在在b點(diǎn)產(chǎn)生

8、的磁場(chǎng)方向相同，點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相同，合成后不可能為零，合成后不可能為零，B錯(cuò)錯(cuò)d點(diǎn)兩電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)點(diǎn)兩電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)B1、B2不共線，合磁場(chǎng)不可能為不共線，合磁場(chǎng)不可能為0，D錯(cuò)錯(cuò) 一個(gè)可自由運(yùn)動(dòng)的線圈一個(gè)可自由運(yùn)動(dòng)的線圈L1和一個(gè)固定的線和一個(gè)固定的線圈圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個(gè)線圈的圓心重合，互相絕緣垂直放置，且兩個(gè)線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈都通過如圖當(dāng)兩線圈都通過如圖1526所示方向的電流時(shí)，所示方向的電流時(shí)，則從左向右看，線圈則從左向右看，線圈L1將將()A不動(dòng)不動(dòng)B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D向紙外平動(dòng)向紙外平動(dòng)通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)問題通電導(dǎo)體在安培力作

9、用下的運(yùn)動(dòng)問題圖圖1526【解析解析】法一：利用結(jié)論法，環(huán)形電流法一：利用結(jié)論法，環(huán)形電流L1、L2間不平行，則必有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到兩環(huán)形電流同間不平行，則必有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可判斷出向平行為止，據(jù)此可判斷出L1的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，故從的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，故從左向右看線圈左向右看線圈L1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)圖圖1527法二：把線圈法二：把線圈L1等效成小磁針，如圖等效成小磁針，如圖1527所所示，線圈示，線圈L2在線圈在線圈L1所占據(jù)的空間內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)所占據(jù)的空間內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，等效的小磁針方向垂直于紙面向里，等效的小磁針N極的受力極的受力方向與所在區(qū)域磁場(chǎng)方向一致，故

10、從左向右看線方向與所在區(qū)域磁場(chǎng)方向一致，故從左向右看線圈圈L1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)法三：把線圈法三：把線圈L1沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸分成前后兩部分，前一沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸分成前后兩部分，前一部分在線圈部分在線圈L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的安培力向上，產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的安培力向上，后一部分在線圈后一部分在線圈L2產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的安培力向產(chǎn)生的磁場(chǎng)中受到的安培力向下，故從左向右看線圈下，故從左向右看線圈L1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)【答案答案】C【點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)】判斷在安培力作用下通電導(dǎo)體和通電判斷在安培力作用下通電導(dǎo)體和通電線圈運(yùn)動(dòng)方向的方法線圈運(yùn)動(dòng)方向的方法(1)電流元法：即把整段電流等效為多段直流電流電流元法：即把整段電流等效為多

11、段直流電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向如例最后確定運(yùn)動(dòng)方向如例3的法三的法三(2)等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電條形磁鐵，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管，如例螺線管，如例3的法二的法二變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3如圖如圖1528所示，靜止的圓形線圈有逆時(shí)針方所示，靜止的圓形線圈有逆時(shí)針方向的電流，在其直徑向的電流，在其直徑MN靠近靠近N點(diǎn)處放一根垂

12、直于點(diǎn)處放一根垂直于線圈平面且固定不動(dòng)的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線中線圈平面且固定不動(dòng)的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線中通以垂直紙面向里的電流后，則圓形線圈將通以垂直紙面向里的電流后，則圓形線圈將()A僅向左平動(dòng)僅向左平動(dòng)B僅向右平動(dòng)僅向右平動(dòng)C以以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且向左平動(dòng)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且向左平動(dòng)D以以MN為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且向右平動(dòng)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且向右平動(dòng)圖圖1528解析：解析：選選C.長(zhǎng)直導(dǎo)線通電后在它周圍形成以長(zhǎng)直長(zhǎng)直導(dǎo)線通電后在它周圍形成以長(zhǎng)直導(dǎo)線上的點(diǎn)為圓心的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，如圖中虛線導(dǎo)線上的點(diǎn)為圓心的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，如圖中虛線所示，圓形線圈就是在該磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線要所示，圓形線圈就是在該磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線要受到安培力的

13、作用，其方向可由左手定則判斷，受到安培力的作用，其方向可由左手定則判斷，圓形線圈下半部分所在處磁場(chǎng)方向斜向上，所以圓形線圈下半部分所在處磁場(chǎng)方向斜向上，所以受的安培力方向垂直于紙面向外，上半部分線圈受的安培力方向垂直于紙面向外，上半部分線圈受的安培力垂直于紙面向里因此線圈以受的安培力垂直于紙面向里因此線圈以MN為軸為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的右邊電流趨向于與直線電流同向，轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的右邊電流趨向于與直線電流同向，線圈的左邊電流趨向于與直線電流反向，因同向線圈的左邊電流趨向于與直線電流反向，因同向電流相吸，反向電流相斥，水平方向合力向左，電流相吸，反向電流相斥，水平方向合力向左，所以線圈邊轉(zhuǎn)動(dòng)、邊向左平動(dòng)，

14、所以線圈邊轉(zhuǎn)動(dòng)、邊向左平動(dòng)，C選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確 (2011年北京東城檢測(cè)年北京東城檢測(cè))如圖如圖1529所示，所示，在傾角為在傾角為30的斜面上，固定一寬的斜面上，固定一寬L0.25 m的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變的平行金屬導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上端接入電源和滑動(dòng)變阻器阻器安培力作用下的平衡問題安培力作用下的平衡問題圖圖1529電源電動(dòng)勢(shì)電源電動(dòng)勢(shì)E12 V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為r1.0 .一質(zhì)量一質(zhì)量m20 g的金屬棒的金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好整與兩導(dǎo)軌垂直并接觸良好整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.80 T、垂直于斜面向、垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(導(dǎo)軌與

15、金屬棒的電阻不計(jì)導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì))金屬金屬導(dǎo)軌是光滑的，取導(dǎo)軌是光滑的，取g10 m/s2，要保持金屬棒在，要保持金屬棒在導(dǎo)軌上靜止，求：導(dǎo)軌上靜止，求：(1)金屬棒所受到的安培力；金屬棒所受到的安培力；(2)通過金屬棒的電流；通過金屬棒的電流；(3)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器R接入到電路中的阻值接入到電路中的阻值圖圖15210【答案答案】(1)0.1 N(2)0.5 A(3)23 【點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)】對(duì)于含有安培力的力學(xué)問題，跟分析對(duì)于含有安培力的力學(xué)問題，跟分析力學(xué)問題一樣，首先要進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)力學(xué)問題一樣，首先要進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)力學(xué)規(guī)律求解力學(xué)規(guī)律求解變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練4(2011年

16、杭州市質(zhì)檢年杭州市質(zhì)檢)如圖如圖15211所示，兩根間距為所示，兩根間距為d的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電的平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有電源源E，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角30.金屬桿金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好整個(gè)垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中當(dāng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中當(dāng)磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上時(shí)，金屬桿能剛好處于靜方向垂直導(dǎo)軌平面向上時(shí)，金屬桿能剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，可以采止?fàn)顟B(tài)要使金屬桿能沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，可以采取的措施是取的措施是()圖圖15211A增大磁感應(yīng)強(qiáng)度增大磁感應(yīng)強(qiáng)度BB調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流減小調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流減小C增大導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角增大導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角D將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)使金屬桿的電流方向改變將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)使金屬桿的電流方向改變解析：解析：選選A.當(dāng)金屬桿能剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，金當(dāng)金屬桿能剛好處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，金屬桿所受平行于導(dǎo)軌向上的安培力屬桿所受平行于導(dǎo)軌向上的安培力FBIL剛好與剛好與重力平行于斜面的分力重力平行于斜面的分