課件通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力

舊知鏈接1、磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受的力F的大小跟

和

的乘積成

，用公式表示為F=

。2磁場(chǎng)和通電導(dǎo)線的平面圖畫法用“·”表示磁感線垂直紙面對(duì)。用“×”表示磁感線垂直紙面對(duì)。用“⊙”表示電流垂直紙面對(duì)。用“”表示電流垂直紙面對(duì)。導(dǎo)線的長(zhǎng)度L電流I

外里外里正比ILB第三章《磁場(chǎng)》第四節(jié)《通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力》授課人：鄭州市74中學(xué)高盼學(xué)習(xí)目標(biāo)1、視察安培力方向與哪些因素有關(guān)的試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)現(xiàn)象并得出相關(guān)結(jié)論。2、知道安培力的方向與電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向都垂直，會(huì)用左手定則推斷安培力的方向。3、推導(dǎo)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的表達(dá)式，計(jì)算勻強(qiáng)磁場(chǎng)中安培力的大小。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：安培力的方向確定和大小的計(jì)算。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：左手定則的運(yùn)用（尤其是當(dāng)電流和磁場(chǎng)不垂直時(shí)，左手定則如何變通運(yùn)用）。電磁炮

電磁炮已經(jīng)展出強(qiáng)大的作戰(zhàn)實(shí)力，是將來斗爭(zhēng)的高科技之一。據(jù)悉，美國(guó)海軍將在2018年全面運(yùn)用電磁炮，之前他們進(jìn)行的最終的測(cè)試顯示，炮彈可加速到每小時(shí)5400英里，而在這樣的速度下，炮彈能穿透三個(gè)混凝土墻或者穿過7層鋼板。電磁炮除了威力驚人外，其放射成本特別低廉。電磁炮的炮彈只有10公斤重、成本為2.5萬美元，導(dǎo)彈的成本介于50萬至150萬美元。美國(guó)軍事專家認(rèn)為，電磁炮可以精確摧毀海陸空三方的目標(biāo)。對(duì)比于傳統(tǒng)爆破的主要優(yōu)勢(shì)在于更高的平安性和更低的經(jīng)費(fèi)，而這對(duì)于維護(hù)海上霸權(quán)和確保美國(guó)將來確定的海上優(yōu)勢(shì)都特別重要。電磁炮的放射原理圖:【思索】電磁炮

是依靠什么作為動(dòng)

力來放射的？電磁炮的放射原理圖:定義：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力稱為安培力，是為了紀(jì)念安培而命名的。安培力的方向與什么因素有關(guān)呢？思索與探討安培力一：安培力的方向請(qǐng)依據(jù)你的猜想進(jìn)行試驗(yàn)探究試驗(yàn)要求：1、畫出試驗(yàn)結(jié)果的正視圖，在圖像中標(biāo)出B、I和F的方向。試驗(yàn)方法：限制變量法。2、利用桌面上的橡皮泥和彩棒制作實(shí)物模型，在模型中表示出B、I和F的方向。（黃色代表B的方向，紅色代表I的方向，白色代表力的方向。）留意事項(xiàng)：導(dǎo)線的電阻較小，電流較大，不能長(zhǎng)時(shí)間通電，看到現(xiàn)象后要馬上斷電。3、結(jié)合圖像和實(shí)物模型總結(jié)B、I和F方向的規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果分析試畫出下述兩試驗(yàn)結(jié)果的正視圖：BIFBIF試驗(yàn)表明：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。F、B、I方向關(guān)系BIF示意圖安培力方向既與電流方向垂直又與磁場(chǎng)方向垂直，即垂直于電流和磁場(chǎng)所在的平面左手定則：伸開左手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一平面內(nèi);讓磁感應(yīng)線從掌心進(jìn)入,并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向遵循左手定則BIF示意圖安培力方向既與電流方向垂直又與磁場(chǎng)方向垂直，即垂直于電流和磁場(chǎng)所在的平面30°FFIIIBBB

針對(duì)練習(xí)（俯視圖）判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向同向電流反向電流兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用。在什么狀況下兩條導(dǎo)線相互吸引，什么狀況下相互排斥？請(qǐng)你運(yùn)用學(xué)過的學(xué)問進(jìn)行探討并做出預(yù)料。（分組探討）平行直導(dǎo)線間的相互作用力FF同向電流相互吸引平行直導(dǎo)線間的相互作用力FF反向電流相互排斥二、安培力的大小F=ILB1.電流與磁場(chǎng)垂直時(shí)：導(dǎo)線受力為02.電流與磁場(chǎng)平行時(shí)：FBIBIFBIB∥B⊥θ3.電流與磁場(chǎng)夾角為θ時(shí)：把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為兩個(gè)重量解兩個(gè)重量：一個(gè)重量與導(dǎo)線垂直B⊥=Bsinθ另一重量與導(dǎo)線平行B∥=Bcosθ平行于導(dǎo)線的重量B∥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B⊥確定。即F=ILB⊥，將B⊥=Bsinθ代入得：F=ILBsinθ總結(jié)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí)：讓磁感線垂直穿過掌心。

磁場(chǎng)方向不與電流方向垂直時(shí)：左手定則仍舊適用讓磁感線穿過掌心即可。總之：磁場(chǎng)方向與電流方向不確定垂直，安培力的方向總垂直于電流方向和磁場(chǎng)確定的平面。自學(xué)檢測(cè)：1.磁場(chǎng)與電流之間存在相互作用，人們把通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的力稱為___________.2.判定通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受安培力的方向要用_______.其內(nèi)容為：伸開_____，使拇指與其余四個(gè)手指_____，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi).讓磁感線從_____進(jìn)入，并使四指指向______________，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受_________的方向.3.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)B放置、長(zhǎng)為L(zhǎng)的一段導(dǎo)線，當(dāng)通過的電流為I時(shí)，它所受的安培力F為________。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與導(dǎo)線方向夾角成θ角時(shí)，它可以分解為____________________和____________的重量。導(dǎo)線所受的安培力只是__________的重量產(chǎn)生的，安培力的大小為________安培力垂直左手定則左手安培力與導(dǎo)線垂直電流的方向掌心與導(dǎo)線垂直的重量ILB與導(dǎo)線平行F=ILBsinθ00.02N水平向右0.02N垂直導(dǎo)線，斜向左上方將長(zhǎng)度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向IBIB30°IB鞏固練習(xí)B30°I0.01N垂直紙面對(duì)外FF通電矩形線框abcd與長(zhǎng)直通電導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，如圖所示，ab邊與MN平行。關(guān)于MN的磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力，下列說法正確的是(

)A．線框有兩條邊所受到的安培力方向相同B．線框有兩條邊所受的安培力大小相等C．線框所受的安培力的合力方向向左D．線框所受的安培力的合力方向向右解析：選BD由安培定則可知導(dǎo)線MN在線框處所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面對(duì)外，再由左手定則推斷出bc邊和ad邊所受安培力大小相等，方向相反。ab邊受到向右的安培力Fab，cd邊受到向左的安培力Fcd。因ab所處的磁場(chǎng)強(qiáng)，cd所處的磁場(chǎng)弱，故Fab＞Fcd，線框所受合力方向向右。兩條導(dǎo)線相互垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd可以自由活動(dòng)，當(dāng)通以如圖所示電流后，cd導(dǎo)線將（）

A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近abB.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開ab