選修通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力市公開(kāi)課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

3.4通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力第三章磁場(chǎng)東海縣白塔高級(jí)中學(xué)高二物理組第1頁(yè)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力稱為安培力回顧：（1）磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線作用力同哪些原因相關(guān)?（2）當(dāng)通電直導(dǎo)線垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，磁場(chǎng)力計(jì)算公式?第2頁(yè)演示：按照右圖所表示進(jìn)行試驗(yàn)。1、改變導(dǎo)線中電流方向（1、2），觀察受力方向是否改變。一、安培力方向IBF2、上下交換磁場(chǎng)位置以改變磁場(chǎng)方向（1、3），觀察受力方向是否改變。FIBFIBIBF第3頁(yè)問(wèn)題1：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力方向跟磁場(chǎng)方向，電流方向之間有怎樣關(guān)系呢？你能用簡(jiǎn)練方法表示這個(gè)關(guān)系嗎？左手定則內(nèi)容是什么？第4頁(yè)左手定則伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，而且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心穿入，并使四指指向電流方向，這時(shí)拇指所指方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力方向。四指電流磁感線穿手心大拇指受力oIX(F)Y(B)FBZ(I)第5頁(yè)FIBFIααBBIFαB30°FFIIBB【例1】判斷以下圖中安培力方向第6頁(yè)

1、分析受到安培力時(shí),要善于把立體圖,改畫(huà)成易于分析受力平面圖形

2、注意磁場(chǎng)和電流方向是否垂直強(qiáng)調(diào)：應(yīng)用安培力應(yīng)注意問(wèn)題第7頁(yè)bBa.FF=BIL.BBBB×F第8頁(yè)例2.關(guān)于磁場(chǎng)方向、電流方向、安培力方向三者之間關(guān)系，正確說(shuō)法是(

)A．磁場(chǎng)方向、電流方向、安培力方向三者之間總是相互垂直B．磁場(chǎng)方向一定與安培力方向垂直，但電流方向不一定與安培力方向垂直C．磁場(chǎng)方向不一定與安培力方向垂直，但電流方向一定與安培力方向垂直D．磁場(chǎng)方向不一定與電流方向垂直，但安培力方向一定既與磁場(chǎng)方向垂直，又與電流方向垂直D第9頁(yè)安培力方向垂直于電流和磁場(chǎng)方向，即垂直于電流和磁場(chǎng)所在平面。第10頁(yè)拓展：如圖所表示，兩條平行通電直導(dǎo)線之間會(huì)經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條導(dǎo)線相互吸引，什么情況下相互排斥？請(qǐng)你利用學(xué)過(guò)知識(shí)進(jìn)行討論。區(qū)分安培定則與左手定則分析電流方向相同時(shí)，將會(huì)吸引電流方向相反時(shí)，將會(huì)排斥第11頁(yè)二.安培力大小問(wèn)題2：當(dāng)通電直導(dǎo)線垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，磁場(chǎng)力計(jì)算公式：F=ILB(B⊥L)第12頁(yè)判斷以下圖中安培力大小BIIB2、電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)電流作用力為零NSI第13頁(yè)問(wèn)題3:假如電流與磁場(chǎng)方向既不平行也不垂直呢？安培力大小怎樣計(jì)算？BθI當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾角為θ時(shí)，通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為兩個(gè)分量：一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直B1=Bsinθ另一分量與導(dǎo)線平行B2=Bcosθ，平行于導(dǎo)線分量B2不對(duì)通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由B1決定F=ILB1，將B1=Bsinθ代入得F=ILBsinθIBθB2B1第14頁(yè)總結(jié)：安培力大?。?/p>

（1）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直情況下，導(dǎo)線所受安培力F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L三者乘積。即：F=ILBBFB⊥B∥（2）平行時(shí)：F＝0（3）公式：F=ILBsinθθ表示磁場(chǎng)方向與電流方向間夾角?在中學(xué)階段，F(xiàn)=ILBsinθ僅適合用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)第15頁(yè)例3.一根長(zhǎng)為0.2m通以2A電流導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到磁場(chǎng)力大小可能是（

）

A.0.4N B.0.2NC.0.1N D.0BCD拓展：一根長(zhǎng)為0.1m，電流為1A通電導(dǎo)線，放在磁場(chǎng)中某處受到安培力大小為0.4N,則該處磁感線強(qiáng)度為（）A.等于4TB.大于或等于4TC.小于或等于4TD.可能為零B第16頁(yè)問(wèn)題3：（1）磁場(chǎng)對(duì)線圈作用力如圖,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，矩形線圈通以如圖電流，試判定各邊受力情況。acbdB第17頁(yè)三.磁電式電表第18頁(yè)三、磁電式電流表1、電流表結(jié)構(gòu)如圖所表示是電流表結(jié)構(gòu)圖，在一個(gè)很強(qiáng)蹄形磁鐵兩極間有一個(gè)固定圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個(gè)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框轉(zhuǎn)軸上裝有兩個(gè)螺旋彈簧和一個(gè)指針，線圈兩端分別接在這個(gè)螺旋彈簧上，被測(cè)電流經(jīng)過(guò)彈簧流入線圈。第19頁(yè)2、電流表工作原理:

1、當(dāng)電流經(jīng)過(guò)線圈時(shí)線圈左右兩邊都要受到方向相反安培力，使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)使螺旋彈簧被扭動(dòng)，反抗線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。蹄形磁鐵和鐵芯間磁場(chǎng)是均勻地輻射分布，不論通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它平面都跟磁感應(yīng)線平行，表盤刻度就是均勻了。2、電流越大，安培力就越大，螺旋彈簧形變也就越大。所以從線圈偏轉(zhuǎn)角度就能判斷經(jīng)過(guò)電流大小。第20頁(yè)三、磁電式電流表特點(diǎn)1、表盤刻度均勻，θ∝I。2、靈敏度高，但過(guò)載能力差。3、滿偏電流Ig，內(nèi)阻Rg反應(yīng)了電流表最主要特征。第21頁(yè)1.如圖所表示，在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，用兩根相同細(xì)繩水平懸掛粗細(xì)均勻直導(dǎo)線MN，導(dǎo)線中通以從M到N電流I，此時(shí)繩子都受到拉力作用；為使拉力減小為零，以下方法中可行是（）

A．把電流強(qiáng)度增大到某一值

B．把電流強(qiáng)度減小到某一值

C．使電流I反向

D．使磁場(chǎng)B反向A鞏固練習(xí)：第22頁(yè)2.在傾斜角為θ光滑斜面上,置一通有電流I,長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m導(dǎo)體棒，如圖所表示,在豎直向上磁場(chǎng)中靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為多少？B×θB=mgsina/ILcosa第23頁(yè)拓展1：欲使它靜止在斜面上,外加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B最小值為多少？方向？

拓展2：欲使它靜止在斜面上,且對(duì)斜面無(wú)壓力,外加磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B最小值為多少？方向？×θ

mgsinθ=BILB=mgsinθ/ILGNmg=BILB=mg/IL第24頁(yè)3：兩條導(dǎo)線相互垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd能夠自由活動(dòng)，當(dāng)通以如圖所表示電流后，cd導(dǎo)線將（）A.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近abB.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)abC.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)abD.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近abD第25頁(yè)1.畫(huà)出導(dǎo)線所在處磁場(chǎng)方向2.確定電流方向3.依據(jù)左手定則確定受安培力方向4.依據(jù)受力情況判斷運(yùn)動(dòng)情況判斷通電導(dǎo)線在安培力作用下運(yùn)動(dòng)方向問(wèn)題第26頁(yè)拓展1．如圖2.4-3所表示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通一垂直紙面向外電流，則（）A．磁鐵對(duì)桌面壓力減小，不受桌面摩擦力作用B．磁鐵對(duì)桌面壓力減小，受到桌面摩擦力作用C．磁鐵對(duì)桌面壓力增大，不受桌面摩擦力作用D．磁鐵對(duì)桌面壓力增大，受到桌面摩擦力作用·INS圖2.4-3A第27頁(yè)拓展2：如圖所表示，蹄形