201x-201x高中物理 3.3探究安培力 粵教版選修

1、整理課件第三節(jié)探究安培力第三節(jié)探究安培力整理課件知識解惑知識解惑整理課件知識點(diǎn)一知識點(diǎn)一 安培力的方向安培力的方向1安培力：磁場對電流的作用力安培力：磁場對電流的作用力2決定安培力方向因素：電流方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度決定安培力方向因素：電流方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向方向(用左手定則判斷用左手定則判斷)3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)，把手放入磁指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指方向就是通電導(dǎo)向電流的

2、方向，那么，大拇指所指方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力的方向線在磁場中所受的安培力的方向整理課件 (1)安培力方向的特點(diǎn)：安培力方向的特點(diǎn)：FB，F(xiàn)I，即，即F垂直垂直B、I決定的平面決定的平面(2)當(dāng)電流方向跟磁場方向不垂直時(shí)，安培力的方向當(dāng)電流方向跟磁場方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直電流與磁場所決定的平面，所以仍可以用左仍垂直電流與磁場所決定的平面，所以仍可以用左手定則來判斷安培力的方向，只是磁感線不再垂直手定則來判斷安培力的方向，只是磁感線不再垂直穿過手心穿過手心整理課件嘗試應(yīng)用嘗試應(yīng)用1如圖所示如圖所示，圖中標(biāo)出了磁場圖中標(biāo)出了磁場B的方向、通電直導(dǎo)線中的方向、通電直導(dǎo)線中電流電

3、流I的方向的方向，以及通電直導(dǎo)線所受磁場力以及通電直導(dǎo)線所受磁場力F的方向的方向，其其中正確的是中正確的是(C)解析：解析：根據(jù)左手定則根據(jù)左手定則，A項(xiàng)中的安培力方向?yàn)橄蛳马?xiàng)中的安培力方向?yàn)橄蛳拢珺項(xiàng)項(xiàng)中的安培力為零中的安培力為零，C項(xiàng)中的安培力方向向下項(xiàng)中的安培力方向向下，D項(xiàng)中的安項(xiàng)中的安培力方向垂直紙面向外培力方向垂直紙面向外，所以所以C項(xiàng)正確項(xiàng)正確整理課件知識點(diǎn)二知識點(diǎn)二 安培力大小安培力大小整理課件注意：注意：磁感應(yīng)強(qiáng)度反映磁場本身的特征磁感應(yīng)強(qiáng)度反映磁場本身的特征，其值決定于其值決定于磁場其值與放入的檢驗(yàn)電流的電流大小、導(dǎo)線長度、磁場其值與放入的檢驗(yàn)電流的電流大小、導(dǎo)線長度、擺放

4、方向、檢驗(yàn)電流是否受到磁場力及檢驗(yàn)電流是否擺放方向、檢驗(yàn)電流是否受到磁場力及檢驗(yàn)電流是否存在等均無關(guān)系存在等均無關(guān)系2安培力大小計(jì)算安培力大小計(jì)算(1)當(dāng)當(dāng)B、I、L兩兩垂直時(shí)，兩兩垂直時(shí)，F(xiàn)BIL.(2)若若B與與I(L)夾角為夾角為，則，則FBILsin .當(dāng)通電導(dǎo)線與磁當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場垂直時(shí)，導(dǎo)線所受安培力最大，場垂直時(shí)，導(dǎo)線所受安培力最大，F(xiàn)maxBIL，當(dāng)通電，當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場平行時(shí)，導(dǎo)線所受的安培力最小，導(dǎo)線與磁場平行時(shí)，導(dǎo)線所受的安培力最小，F(xiàn)min0.整理課件 (3)彎曲導(dǎo)線的有效長度彎曲導(dǎo)線的有效長度L，等于兩端點(diǎn)所連直線的，等于兩端點(diǎn)所連直線的長度，相應(yīng)的電流方向沿長度，相

5、應(yīng)的電流方向沿L由始端流向末端由始端流向末端如圖如圖(1)所示所示；任意形狀的閉合線圈，其有效長度；任意形狀的閉合線圈，其有效長度L0，所，所以通電后在勻強(qiáng)磁場中，受到的安培力的矢量和一以通電后在勻強(qiáng)磁場中，受到的安培力的矢量和一定為零定為零如圖如圖(2)所示所示整理課件(4)公式的適用條件：勻強(qiáng)磁場公式的適用條件：勻強(qiáng)磁場3勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場在磁場的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，如果各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和在磁場的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，如果各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和方向都相同，這個(gè)區(qū)域內(nèi)的磁場叫勻強(qiáng)磁場在勻強(qiáng)方向都相同，這個(gè)區(qū)域內(nèi)的磁場叫勻強(qiáng)磁場在勻強(qiáng)磁場中，磁感線是一組平行且等距的直線磁場中，磁感線是一組平行且等距的直線整理

6、課件嘗試應(yīng)用嘗試應(yīng)用2一根長一根長0.2 m、通有、通有2.0 A電流的通電直導(dǎo)線電流的通電直導(dǎo)線，放放在磁感強(qiáng)度為在磁感強(qiáng)度為0.50 T的勻強(qiáng)磁場中的勻強(qiáng)磁場中，受到安培力大小受到安培力大小不可能是不可能是(D)A0 NB0.10 NC0.20 ND0.40 N整理課件1定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度定義：磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場方向的面積與垂直于磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個(gè)面的磁通量的乘積叫做穿過這個(gè)面的磁通量2定義式：定義式：BS.注意：公式注意：公式BS中的中的B應(yīng)是勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)應(yīng)是勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度度，S是與磁場方向垂直的面積是與磁場方向垂直的面積，因此可以理解為因此可以理解為BS

7、.如果平面與磁場方向不垂直如果平面與磁場方向不垂直，應(yīng)把面積應(yīng)把面積S投影到與磁場垂直的方向上投影到與磁場垂直的方向上，求出投影面積，求出投影面積S，代入到代入到BS中計(jì)算中計(jì)算，應(yīng)避免硬套公式應(yīng)避免硬套公式BSsin 或或BScos .整理課件3單位單位在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡稱韋在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡稱韋符號：符號：Wb，1 Wb1 Tm2.4磁通密度：由磁通密度：由BS得得B，B叫做磁通密度叫做磁通密度單位：單位：Wb/m2，單位關(guān)系：，單位關(guān)系：1 T1 Wb/m21 N/(Am)注意：注意：(1)磁通量是標(biāo)量磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)；當(dāng)磁感線從某一平但有

8、正、負(fù)；當(dāng)磁感線從某一平面穿入時(shí)面穿入時(shí)，若規(guī)定，若規(guī)定為正值為正值，則磁感線從另一面穿入時(shí)，則磁感線從另一面穿入時(shí)，為負(fù)值為負(fù)值(2)磁通量是表示穿過某平面的磁感線的條數(shù)的多少磁通量是表示穿過某平面的磁感線的條數(shù)的多少，在今在今后的應(yīng)用中往往會根據(jù)穿過平面的凈磁感線條數(shù)的多少來定后的應(yīng)用中往往會根據(jù)穿過平面的凈磁感線條數(shù)的多少來定性判斷穿過該面的性判斷穿過該面的的大小的大小整理課件嘗試應(yīng)用嘗試應(yīng)用3如圖所示的磁場中如圖所示的磁場中，有三個(gè)面積相同且相互平行的有三個(gè)面積相同且相互平行的線圈線圈S1、S2和和S3，穿過穿過S1、S2和和S3的磁通量分別為的磁通量分別為1、2和和3，下列判斷正確的

9、是下列判斷正確的是(C)A1最大最大 B2最大最大C3最大最大 D123解析：解析：從圖中看出從圖中看出，線圈線圈S3穿過的磁感線條數(shù)最多穿過的磁感線條數(shù)最多，所以磁通量最大故所以磁通量最大故A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤三項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確故項(xiàng)正確故選選C.整理課件典型問題精典型問題精釋釋整理課件題型一題型一 安培力方向的判斷安培力方向的判斷(1)用左手定則判斷若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與電流方向不垂直，用左手定則判斷若磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與電流方向不垂直，可將磁感應(yīng)強(qiáng)度可將磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為與電流垂直分量和平行分量分解為與電流垂直分量和平行分量(2)利用電流元分析法，要在合適的位置選取電流元利用電流元分析法，要在合適的

10、位置選取電流元例例1如圖所示，通電直導(dǎo)線如圖所示，通電直導(dǎo)線A與圓形通電導(dǎo)線環(huán)與圓形通電導(dǎo)線環(huán)B固定放固定放置在同一水平面上，通有如右圖所示的電流時(shí)，通電直導(dǎo)置在同一水平面上，通有如右圖所示的電流時(shí)，通電直導(dǎo)線線A受到水平向受到水平向_的安培力作用，當(dāng)?shù)陌才嗔ψ饔茫?dāng)A、B中電流大中電流大小保持不變，但同時(shí)改變方向時(shí)，通電直導(dǎo)線小保持不變，但同時(shí)改變方向時(shí)，通電直導(dǎo)線A所受的安所受的安培力方向水平向培力方向水平向_整理課件解析解析：利用安培定則先判定出利用安培定則先判定出B產(chǎn)生的磁場產(chǎn)生的磁場(磁感磁感線線)情況情況，再利用左手定則判定直導(dǎo)線再利用左手定則判定直導(dǎo)線A受到的安受到的安培力水平向

11、右；當(dāng)培力水平向右；當(dāng)A、B中電流同時(shí)改變方向時(shí)中電流同時(shí)改變方向時(shí)，通電直導(dǎo)線通電直導(dǎo)線A受到的安培力方向仍水平向右分受到的安培力方向仍水平向右分析方法同上析方法同上，也可采用靠近部分電流也可采用靠近部分電流“同向相吸同向相吸，反向排斥反向排斥”來判斷來判斷，結(jié)果相同結(jié)果相同答案：答案：右右右右整理課件變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1如圖所示如圖所示，分別標(biāo)出了磁場方向和電流方向分別標(biāo)出了磁場方向和電流方向，試標(biāo)試標(biāo)出導(dǎo)線受力方向出導(dǎo)線受力方向解析：解析：由左手定則得：由左手定則得：整理課件題型二題型二 安培力方向的判定安培力方向的判定整理課件整理課件變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2將長度為將長度為20 cm、通有、通

12、有0.1 A電流的直導(dǎo)線放入一電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場中勻強(qiáng)磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為感應(yīng)強(qiáng)度為1 T試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向的大小和方向整理課件解析：解析：由左手定則和安培力的計(jì)算公式得：由左手定則和安培力的計(jì)算公式得：(1)因?qū)Ь€與磁感線平行因?qū)Ь€與磁感線平行，所以所以F0 N.(2)由左手定則知道：安培力方向垂直導(dǎo)線水平向右由左手定則知道：安培力方向垂直導(dǎo)線水平向右，大小大小FBIL10.10.2 N0.02 N.(3)安培力方向垂直導(dǎo)線斜向上安培力方向垂直導(dǎo)線斜向上，大小大小FB

13、IL0.02 N.答案：答案：見解析見解析整理課件題型三題型三 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B 磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場力的性質(zhì)的物理量，是采用比值磁感應(yīng)強(qiáng)度是反映磁場力的性質(zhì)的物理量，是采用比值的方法來定義的，該公式是定義式而不是決定式，磁場的方法來定義的，該公式是定義式而不是決定式，磁場中各處的中各處的B值是唯一確定的，與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電流的大值是唯一確定的，與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電流的大小、方向等無關(guān)實(shí)驗(yàn)表明：磁場力方向是與磁場方向小、方向等無關(guān)實(shí)驗(yàn)表明：磁場力方向是與磁場方向垂直的垂直的整理課件整理課件解析：解析：根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，通電導(dǎo)線應(yīng)為通電導(dǎo)線應(yīng)為“在在磁場中垂直于磁

14、場方向的通電導(dǎo)線磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線”，只有在這個(gè)只有在這個(gè)方向?qū)Ь€所受磁場力才最大方向?qū)Ь€所受磁場力才最大，本題選項(xiàng)本題選項(xiàng)A未注明導(dǎo)未注明導(dǎo)線放置的方向線放置的方向，所以是錯(cuò)誤的，若通電導(dǎo)線放置方，所以是錯(cuò)誤的，若通電導(dǎo)線放置方向與電流平行時(shí)，也不受磁場力作用，所以選項(xiàng)向與電流平行時(shí)，也不受磁場力作用，所以選項(xiàng)B也是錯(cuò)誤的也是錯(cuò)誤的，在磁場場源穩(wěn)定的情況下在磁場場源穩(wěn)定的情況下，磁場內(nèi)各磁場內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(含大小和方向含大小和方向)都是唯一確定的都是唯一確定的，與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電流的大小、方向等無關(guān)與放入該點(diǎn)的檢驗(yàn)電流的大小、方向等無關(guān)，選項(xiàng)選項(xiàng)C正確正確，根據(jù)

15、左手定則根據(jù)左手定則，磁場力方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場力方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直的方向垂直，選項(xiàng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤錯(cuò)誤答案答案：C整理課件變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3關(guān)于安培力、磁感應(yīng)強(qiáng)度的有關(guān)說法關(guān)于安培力、磁感應(yīng)強(qiáng)度的有關(guān)說法，正確的是正確的是(D)A通電導(dǎo)體不受磁場力作用的地方一定沒有磁場通電導(dǎo)體不受磁場力作用的地方一定沒有磁場B將將I、L相同的通電導(dǎo)體放在同一勻強(qiáng)磁場的不同位相同的通電導(dǎo)體放在同一勻強(qiáng)磁場的不同位置置，受安培力一定相同受安培力一定相同C磁感線指向磁感應(yīng)強(qiáng)度減小的方向磁感線指向磁感應(yīng)強(qiáng)度減小的方向D以上說法都不正確以上說法都不正確整理課件解析：解析：由由FBILsin ，當(dāng)當(dāng)IB時(shí)時(shí)，F(xiàn)0，此

16、時(shí)通電此時(shí)通電導(dǎo)線不受磁場力導(dǎo)線不受磁場力，但導(dǎo)線處有磁場但導(dǎo)線處有磁場，故故A錯(cuò)；如果錯(cuò)；如果I、L相同相同，放在同一勻強(qiáng)磁場中因放置角度不同放在同一勻強(qiáng)磁場中因放置角度不同，安培安培力也可能不同力也可能不同，故故B錯(cuò)；在勻強(qiáng)磁場中沿磁感線方向錯(cuò)；在勻強(qiáng)磁場中沿磁感線方向磁感應(yīng)強(qiáng)度不變磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，故故C錯(cuò)錯(cuò)，正確答案為正確答案為D.整理課件題型四題型四 磁通量的理解與應(yīng)用磁通量的理解與應(yīng)用當(dāng)面積當(dāng)面積S和勻強(qiáng)磁場方向垂直時(shí)和勻強(qiáng)磁場方向垂直時(shí)BS，不垂直應(yīng)取垂直，不垂直應(yīng)取垂直于磁場方向的有效面積，磁通量是有正負(fù)的，可以認(rèn)為磁于磁場方向的有效面積，磁通量是有正負(fù)的，可以認(rèn)為磁感線穿入時(shí)為正，穿