高中物理 2.3《磁場對通電導線的作用》課件 新人教版選修1-1

2.3《磁場對通電導線

的作用》教學目標知識能力

1、安培力：通電導體在磁場中受到力的作用

２、磁感應強度------磁場的強弱

３、安培力的方向：左手定則：伸開左手．使拇指跟其余四指垂直．并且都跟手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心．并使四指指向電流的方向．那么．拇指所指的方向就是通電導線所受安培力的方向。

４、電動機原理實驗儀器：三塊相同的蹄形磁鐵、一根直導線、直流電源、支架一、安培力

1、前言：既然通電導線能產(chǎn)生磁場，它本身也相當于一個磁體，那么通電導線是否也受到磁場力的作用呢？實驗研究。

2、實驗：把一段直導線放到磁場中，當導線中有電流通過時，可以看到原來靜止的導線會發(fā)行運動。裝置示意圖：NSA3、實驗現(xiàn)象：當導線方向與磁場方向垂直時，它所受的安培力最大當導線方向與磁場方向一致時，導線不受安培力當導線方向與磁場方向斜交時，它所受的安培力介于最大值和0之間。4、安培力：通電導體在磁場中受到的力稱為安碚力F。5、思考：影響安培力大小的因素有哪些？（垂直時）6、猜想：①導線的長度L②電流的大小I

再做實驗

實驗：三塊相同的磁鐵并排放置，可認為磁極間的磁場是均勻的。將一根直導線懸掛在磁鐵的兩極間，有電流通過時導線將擺動一個角度，通過這個角度可以比較導線所受安培力的大小。

分別接通“2、3”和“1、4”

可以改變導線通電部分的長度，電流強弱由外部電路控制。（1）L不變，改變I（2）I不變，改變L實驗發(fā)現(xiàn)：②在同一磁場中，電流一定時，通電導線越長，導線所受安培力越大。

精確的實驗表明，通電導線在磁場中受到的安培力的大小，既與導線的長度L成正比，又與導線中的電流I成正比，即與I和L的乘積成正比

。用公式表示為：F=BILB是比例系數(shù)①在同一磁場中，通電導線長度一定時，電流越大，導線所受安培力越大；二、磁感應強度1、討論比值

的情況

： 對于不同的磁場，比例關系都成立， 但在不同的磁場中，比例系數(shù)B不一樣。2、定義：比值

叫磁感應強度。3、定義式：4、物理意義：反映磁場的強弱5、勻強磁場：磁場的某一區(qū)域里，磁感應強度的大小 和方向處處相同，這個區(qū)域的磁場叫勻強磁場。

6、單位：在國際單位制中，磁感應強度的單位是特斯拉，簡稱特，國際符號是T

。1T的物理意義：7、B的一般大?。撼Ｒ姷牡卮艌龃鸥袘獜姸燃s是3×10－5T～7×10－5T，永磁鐵磁極附近的磁感應強度約是10－3T～1T。在電機和變壓器的鐵芯中，磁感應強度可達0.8T～1.4T8、方向：把某一點磁場的方向定義為該點的磁感應強度的方向。磁場的方向： 小磁針靜止時N極所指的方向 沿磁感線的切線方向

磁感應強度全面地反映了磁場的強弱和方向。三、安培力的方向演示：按照右圖所示進行實驗。1、上下交互磁場的位置以改變磁場的方向，觀察受力方向是否變化。2、改變導線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。任務：通過這兩種情況的分析，我們了解了導線受力的方向與磁場方向、電流方向的關系。演示：按照右圖所示進行實驗。1、改變導線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。通電導線在磁場中受到的力稱為安培力一、安培力的方向IBF2、上下交互磁場的位置以改變磁場的方向，觀察受力方向是否變化FIBFIBIBF安培力方向垂直于電流和磁場方向，即垂直于電流和磁場所在的平面?？磳W案左手定則伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。四指電流磁感線穿手心大拇指受力注意X(F)Y(B)oIFBZ(I)FIBFIBααBBIFαBI30°FFIIIBBB【例1】畫出圖中第三者的方向。例題1：如圖所示，兩條平行的通電直導線之間會通過磁場發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條導線相互吸引，什么情況下相互排斥？請你運用學過的知識進行討論并做出預測，然后用實驗檢驗你的預測。區(qū)別安培定則與左手定則分析IIFF分析：電流方向相同電流方向相反IIFF1234電流方向相同時，將會吸引電流方向相反時，將會排斥二.安培力的大小1.當電流與磁場方向垂直時:F=ILB(B⊥L)BIF2、電流與磁場方向平行時，磁場對電流的作用力為零NSI問題:如果既不平行也不垂直呢？BθIIB把磁感應強度B分解為兩個分量：一個分量與導線垂直B1=Bsinθ另一分量與導線平行B2=Bcosθ平行于導線的分量B2不對通電導線產(chǎn)生作用力，通電導線所受作用力僅由B1決定即F=ILB1F=ILBsinθθB2B1將B1=Bsinθ代入得通電直導線與磁場方向不垂直的情況3.當電流與磁場方向夾角為θ時:總結：安培力的大?。?/p>

（1）在勻強磁場中，在通電直導線與磁場方向垂直的情況下，導線所受安培力F等于磁感應強度B、電流I和導線的長度L三者的乘積。即：

F=ILB（2）平行時：F＝0（3）公式：F=I

LBsinθθ表示磁場方向與電流方向間的夾角?在中學階段，F(xiàn)=ILBsinθ僅適用于勻強磁場BFB⊥B∥

1、分析受到的安培力時,要善于把立體圖,改畫成易于分析受力的平面圖形

2、注意磁場和電流的方向是否垂直應用安培力應注意的問題bBa.FF=BIL.BFB.F=BIL×

bBa×BFBBBB×BF1.畫出導線所在處的磁場方向2.確定電流方向3.根據(jù)左手定則確定受安培力的方向4.根據(jù)受力情況判斷運動情況判斷通電導線在安培力作用下的運動方向問題兩條導線互相垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd可以自由活動，當通以如圖所示電流后，cd導線將（）A.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近abB.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開abC.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開abD.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近abD固定FF

˙××××××˙˙˙˙˙自由同向相吸3、判斷通電導線、線圈在安培力作用下的運動例2：把輕質(zhì)導線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面。當線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后，判斷線圈如何運動？NS從右向左看電流逆時針流方法一、電流元分析法根據(jù)中心對稱性

線圈所受安培力的合力水平向左故線圈向磁鐵運動NSNS從右向左看電流逆時針流方法二、等效分析法環(huán)形電流等效為小磁針NS通電螺線管等效為多個環(huán)形電流、條形磁鐵NS從右向左看電流逆時針流條形磁鐵或小磁針等效為環(huán)形電流三、安培力的方向——左手定則左手定則：

伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。

FBIF方向，既跟磁感應強度B的方向垂直，又跟電流I的方向垂直。四、電動機1、思考：如果放在磁場中不是一段通電導線，而是一個通電的矩形線圈abcd，會發(fā)生什么現(xiàn)象？2、電動機基本構造：定子和轉(zhuǎn)子。3、功率有大有??；分直流電動機和交流電動機4、應用：看插圖直流電動機示意圖視頻小結一、安培力1、概念：通電導體在磁場中受到的力稱為安碚力F2、大?。篎=BIL3、方向：F⊥B，F(xiàn)⊥

I，F(xiàn)垂直I、B所在平面。

左手定則確定二、磁感應強度1、公式：2、物理意義：反映了磁場的強弱3、單位：特斯拉，簡稱特，國際符號是T

4、方向：與該處磁場方向同5、勻強磁場：B的大小和方向處處相同，這個區(qū)域叫勻強磁場。

一.安培力1.安培力2.IB時，F(xiàn)最大；I//B

時,F最小，等于零。1.F/IL的意義二.磁感應強度3.F＝BIL2.定義:二、磁感應強度4.單位:5.方向:6.勻強磁場3.公式:在磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導線，它的電流強度是2.5A，導線長1cm，它受到的安培力為5×10-2N，則：①這個位置的磁感應強度是多大？②如果把通電導線中的電流強度增大到5A時，這一點的磁感應強度應是多大？③如果通電導線在磁場中某處不受磁場力，是否肯定這里沒有磁場。例題：解:①②應為2T有兩種可能：(a)該處沒有磁場，(b)該處有磁場，只不過通電導線與磁場方向平行。③不能肯定。由左手定則判斷四個圖中所標方向是否正確紅色箭頭表示電流方向圖2.3-9

安培的平行導線實驗。你能判定通電后它們之間作用力的方向嗎？

用一塊蹄形磁鐵慢慢地接近發(fā)光的白熾燈泡?？梢钥吹綗艚z顫抖起來。

猜猜看，燈絲里通過怎樣的電流，才能使燈絲顫抖

鞏固練習1．下列說法中錯誤的是（）A．磁場中某處的磁感應強度的大小，就是通以電流

I，長為L的一段很短的導線放在該處時所受安培力

F與I、L的乘積的比值。B．一段很短的通電導線放在某處不受安培力作用，則該處一定沒有磁場。C．一段很短的通電導線放在磁場中A處時受安培力比放在B處大，則A處磁感應強度可能比B處磁感應強度大。D．因為B=F/（IL），所以某處的磁感應強度B跟磁場力F

成正比，跟電流強度I和導線長度L的乘積IL成反比。

ABD鞏固練習F2．如圖所示，表示一根放在磁場里的通電直導線，直導線與磁場方向垂直。圖中已分別標明電流、磁感應強度這兩個物理量的方向，請標出安培力的方向。（用“·”表示磁感線垂直于紙面向外，“×”表示磁感線垂直于紙面向里；“⊙”

表示電流垂直于紙面向外，“

”

表示電流垂直于紙面向里。）×

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IBB鞏固練習．

I3．如圖所示，表示一根放在磁場里的通電直導線，直導線與磁場方向垂直。圖中已分別標明電流、磁感應強度和安培力這三個物理量中兩個的方向，請標