第二節(jié)-磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用2-課件

第十五章磁場(chǎng)2.磁場(chǎng)對(duì)通電電流的作用1標(biāo)題添加點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容前言點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容標(biāo)題添加點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容2一、安培力

1、前言：既然通電導(dǎo)線能產(chǎn)生磁場(chǎng)，它本身也相當(dāng)于一個(gè)磁體，那么通電導(dǎo)線是否也受到磁場(chǎng)力的作用呢？實(shí)驗(yàn)研究。2、實(shí)驗(yàn)：把一段直導(dǎo)線放到磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過(guò)時(shí)，可以看到原來(lái)靜止的導(dǎo)線會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)。裝置示意圖：NSA33、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，它所受的安培力最大當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向一致時(shí)，導(dǎo)線不受安培力當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，它所受的安培力介于最大值和0之間。4、安培力：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力稱為安培力F。5、思考：影響安培力大小的因素有哪些？（垂直時(shí)）6、猜想：①導(dǎo)線的長(zhǎng)度L②電流的大小I

再做實(shí)驗(yàn) 4

實(shí)驗(yàn)：三塊相同的磁鐵并排放置，可認(rèn)為磁極間的磁場(chǎng)是均勻的。將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間，有電流通過(guò)時(shí)導(dǎo)線將擺動(dòng)一個(gè)角度，通過(guò)這個(gè)角度可以比較導(dǎo)線所受安培力的大小。

分別接通“2、3”和“1、4”可以改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度，電流強(qiáng)弱由外部電路控制。（1）L不變，改變I（2）I不變，改變L5實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：②在同一磁場(chǎng)中，電流一定時(shí)，通電導(dǎo)線越長(zhǎng)，導(dǎo)線所受安培力越大。

精確的實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力的大小，既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成正比，又與導(dǎo)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(chǎng)中，通電導(dǎo)線長(zhǎng)度一定時(shí)，電流越大，導(dǎo)線所受安培力越大；6二、磁感應(yīng)強(qiáng)度1、討論比值

的情況

： 對(duì)于不同的磁場(chǎng)，比例關(guān)系都成立， 但在不同的磁場(chǎng)中，比例系數(shù)B不一樣。2、定義：比值

叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。3、定義式：4、物理意義：反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱5、勻強(qiáng)磁場(chǎng)：磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 和方向處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)。

76、單位：在國(guó)際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡(jiǎn)稱特，國(guó)際符號(hào)是T。1T的物理意義：87、B的一般大?。撼Ｒ?jiàn)的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度約是3×10－5T～7×10－5T，永磁鐵磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度約是10－3T～1T。在電機(jī)和變壓器的鐵芯中，磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)0.8T～1.4T8、方向：把某一點(diǎn)磁場(chǎng)的方向定義為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。磁場(chǎng)的方向： 小磁針靜止時(shí)N極所指的方向 沿磁感線的切線方向

磁感應(yīng)強(qiáng)度全面地反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向。9三、安培力的方向——左手定則左手定則：

伸開(kāi)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)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開(kāi)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(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。

FBIF方向，既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直，又跟電流I的方向垂直。10左手定則伸開(kāi)左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線穿過(guò)掌心，并使四指指向電流方向，那么拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受的安培力的方向。安培力方向與磁場(chǎng)方向和電流方向有什么關(guān)系？11問(wèn)題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過(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)你運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行討論并做出預(yù)測(cè).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。?12IIFF分析：電流方向相同電流方向相反IIFF13IBFIBFIFBBI判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向14問(wèn)題：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的情況下，導(dǎo)線上的電流為I，導(dǎo)線所受安培力F應(yīng)怎樣求？二、安培力的大?。海?）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的情況下，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)線的長(zhǎng)度L三者的乘積：F=ILB平行呢？（2）平行時(shí)：F＝0如果既不平行也不垂直呢？15二、安培力的大?。喊汛鸥袘?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)線的分量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。即F=ILB1，將B1=Bsinθ代入得：F=ILBsinθIBB2B1θ16二、安培力的大?。海?）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的情況下，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)線的長(zhǎng)度L三者的乘積。即：F=ILB（2）平行時(shí)：F＝0（3）公式：F=ILBsinθθ表示磁場(chǎng)方向與電流方向間的夾角?在中學(xué)階段，F(xiàn)=ILBsinθ僅適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)174、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力（二）18復(fù)習(xí)：1、如何判斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到安培力的方向？2、安培力的大小如何計(jì)算？3、在運(yùn)用安培力公式時(shí)應(yīng)注意什么？19一、安培力1、概念：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力稱為安培力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(yīng)強(qiáng)度1、公式：2、物理意義：反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱3、單位：特斯拉，簡(jiǎn)稱特，國(guó)際符號(hào)是T

4、方向：與該處磁場(chǎng)方向相同5、勻強(qiáng)磁場(chǎng)：B的大小和方向處處相同，這個(gè)區(qū)域叫勻強(qiáng)磁場(chǎng)。

20自由固定FF

˙××××××˙˙˙˙˙解析：兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢(shì)例題21一.安培力1.安培力2.IB時(shí)，F(xiàn)最大；I//B時(shí),F最小，等于零。1.F/IL的意義二.磁感應(yīng)強(qiáng)度3.F＝BIL2.定義:二、磁感應(yīng)強(qiáng)度4.單位:5.方向:6.勻強(qiáng)磁場(chǎng)3.公式:在磁場(chǎng)中放一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強(qiáng)度是2.5A，導(dǎo)線長(zhǎng)1cm，它受到的安培力為5×10-2N，則：①這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大？②如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大到5A時(shí)，這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大？③如果通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力，是否肯定這里沒(méi)有磁場(chǎng)。例題：解:①②應(yīng)為2T有兩種可能：(a)該處沒(méi)有磁場(chǎng)，(b)該處有磁場(chǎng)，只不過(guò)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行。③不能肯定。22鞏固練習(xí)1．下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，就是通以電流I，長(zhǎng)為L(zhǎng)的一段很短的導(dǎo)線放在該處時(shí)所受安培力F與I、L的乘積的比值。B．一段很短的通電導(dǎo)線放在某處不受安培力作用，則該處一定沒(méi)有磁場(chǎng)。C．一段很短的通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中A處時(shí)受安培力比放在B處大，則A處磁感應(yīng)強(qiáng)度可能比B處磁感應(yīng)強(qiáng)度大。D．因?yàn)锽=F/（IL），所以某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟磁場(chǎng)力F

成正比，跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL成反比。

ABD23鞏固練習(xí)F2．如圖所示，表示一根放在磁場(chǎng)里的通電直導(dǎo)線，直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直。圖中已分別標(biāo)明電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度這兩個(gè)物理量的方向，請(qǐng)標(biāo)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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×

×

×

×

×

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×

×

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×

IB24B鞏固練習(xí)．

I3．如圖所示，表示一根放在磁場(chǎng)里的通電直導(dǎo)線，直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直。圖中已分別標(biāo)明電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度和安培力這三個(gè)物理量中兩個(gè)的方向，請(qǐng)標(biāo)出第三個(gè)量的方向。FB（2）F（1）I25課堂練習(xí)和課外作業(yè)26課堂練習(xí)和課外作業(yè)27例題：長(zhǎng)度為20cm的通電直導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流的強(qiáng)度為1A，受到磁場(chǎng)作用力的大小為2N，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B：（）A、B＝10TB、B≥10TC、B≤10TD、不能確定B28例題：如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中用兩根柔軟的細(xì)線將金屬棒ab懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由a到b的穩(wěn)定電流I，這時(shí)兩根細(xì)線被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細(xì)線對(duì)金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方法?)（A）、適當(dāng)增大電流I（B）、將電流反向并適當(dāng)改變大?。–）、適當(dāng)增大磁場(chǎng)（D）、將磁場(chǎng)反向并適當(dāng)改變大小ACabI29BACBI例題：如圖所示，直角三角形ABC組成的導(dǎo)線框內(nèi)通有電流I＝1A，并處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B＝2T中，AC＝40cm，，求三角形框架各邊所受的安培力。FAB=BILAB=0.69NFAC=BILAB=0.69NFBC=030例題：如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根相同的彈簧，下面掛一條長(zhǎng)為0.5m，質(zhì)量為0.1kg的金屬棒MN，此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)10cm，欲使彈簧不伸長(zhǎng)則棒上應(yīng)通過(guò)的電流的大小和方向如何？MNIBG=mg=1NF=GF=BILI=F/BL=2A31NSIFFNSF32NSF（1）繩子拉力_______(變大,變小,不變)（2）桌面對(duì)磁鐵的支持力_______（3）桌面對(duì)磁鐵的摩擦力________(有,無(wú)).變大變小無(wú)NSF桌面對(duì)磁鐵的摩擦力_______(有,無(wú))方向________.有水平向右鞏固練習(xí)FB33例：在傾斜角為θ的光滑斜面上,置一通有電流I,長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如圖所示,在豎直向上的磁場(chǎng)中靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為_(kāi)________.

XF×BθNmgB=mg/ILtanθ34引申1：欲使它靜止在斜面上,外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為_(kāi)_______,方向________.引申2：欲使它靜止在斜面上,且對(duì)斜面無(wú)壓力,外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為_(kāi)________,方向________.XθGNFθB

mgsinθ=BILB=mgsinθ/ILmg=BILB=mg/ILXθGFB35謝謝觀看?。。∫魳?lè)3637例：如圖，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直于線圈平面。當(dāng)線圈內(nèi)通入如圖所示的電流后，判斷線圈如何運(yùn)動(dòng)？38例題：如圖,在條形磁鐵S極附近懸掛一個(gè)線圈，磁鐵水平放置，其軸線與線圈共面并通過(guò)線圈的圓心，當(dāng)線圈中的電流沿圖示方向時(shí)，線圈將會(huì)如何運(yùn)動(dòng)？ISN39FEB×BF×BBE40三、磁電式電流表1、磁電式電流表由哪些基本部分組成？最基本的是哪些部分？2、這些基本組成部分哪些是可以動(dòng)的？哪些是固定的？3、各個(gè)部分起到什么作用？4、你可以簡(jiǎn)述磁電式電流表的工作原理嗎？41三、磁電式電流表1、磁電式電流表的構(gòu)造：刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴（軟鐵制成）

、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯（軟鐵制成）。最基本的是磁鐵和線圈。鐵芯、線圈和指針是一個(gè)整體可以轉(zhuǎn)動(dòng)。42［問(wèn)題］電流表中磁場(chǎng)分布有何特點(diǎn)呢？電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的.［問(wèn)題］什么是均勻輻向分布呢？所謂均勻輻向分布，就是說(shuō)所有磁感線的延長(zhǎng)線都通過(guò)鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度.該磁場(chǎng)并非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但在以