高中人教版 (2019)第一章 安培力与洛伦兹力1 磁场对通电导线的作用力教学演示课件ppt

这是一份高中人教版 (2019)第一章 安培力与洛伦兹力1 磁场对通电导线的作用力教学演示课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了比值定义式，安培力，电场力，安培力方向的判断，电流是因磁场是果，左手定则推论，当B∥I时，F＝0，当B⊥I时，安培力大小的探究等内容，欢迎下载使用。

磁感应强度定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受磁场力F跟电流I和位于磁场中导线的长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度。
方向：和通电导线受力F垂直的方向
1、安培力定义：通电导线在磁场中受到的磁场力称为安培力。
一、安培力和安培力的方向
安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力，把电流的单位定为安培。
通电导线在磁场中安培力方向的探究
当电流与磁场方向垂直时:
当电流与磁场方向成一般夹角时:
（1）左手定则内容:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直且都与手掌共面;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
①I⊥B时：磁感线从掌心垂直入从手背垂直出
②I不⊥B时：磁感线从掌心斜入从手背斜出
（2）安培力方向特点：
无论I是否垂直B,都有安培力既垂直磁场方向、又垂直电流方向,即安培力垂直于磁场方向与导线方向所在平面
注意：拇指与四指垂直且与手掌共面;让磁感线从掌心进入手背出。
匀强磁场中安培力的方向1
(1)即安培力方向决定于磁场方向和电流方向“一反则反，二反则同”
(2)B⊥I时，安培力方向、磁场方向、电流方向，相互制约、已知任意两个可判断第三个方向
匀强磁场中安培力的方向2
非匀强磁场中的安培力的方向
电流在磁场中安培力方向判断思路（1）确认电流I方向（2）判断电流所在位置磁场B方向（3）判断B、I所在平面（4）根据左手定则判断安培力方向。【注意】若磁场或电流方向变化时，可用“一反则反，二反则同”判断
安培定则与左手定则对比理解
判断电流产生的磁场方向
判断电流在磁场中的受力方向
电流和磁场都是因安培力是果
平行通电直导线之间的安培力方向特点
推论1：平行通电直导线间的安培力方向:同向电流相吸引；反向电流相排斥。
思考：如图所示，通电直导线AB固定，CD可以自由移动，请你判断通电后CD的运动情况
推论2：相交直导线间的相互作用：有转到同向的趋势。
【例题】如图所示，固定直导线c垂直于纸面，可动导线ab通以如图所示方向的电流，用弹簧测力计图中只画了弹簧悬挂在导线c的上方，当导线c中通以垂直于纸面向外的电流时，以下判断正确的是（ ）A. 导线a端转向纸外，同时测力计读数增大B. 导线a端转向纸外，同时测力计读数减小C. 导线b端转向纸外，同时测力计读数减小D. 导线b端转向纸外，同时测力计读数增大
当B和I夹角为θ时，F的方向？F的大小?
（3）通电直导线与磁场方向不垂直的情况:
①把磁感应强度B分解为两个分量：
有效磁场： B┴=Bsinθ，
无效磁场： B//=Bcsθ，
得F=ILB┴=ILBsinθ=BILsinθ
②把导线投影到和磁场方向垂直的方向上：
得投影长度即有效长度： L┴=Lsinθ，
得F=IL┴B=ILsinθB=BILsinθ
（1）当 I⊥B ，F安 = BILsin θ=BIL，最大。
（2）当 I∥B，F安 = BILsin θ=0，等于零最小。
（3）当导线方向与磁场方向成 θ角时，安培力介于最大值和最小值之间
1. 大小：当导线方向与磁场方向垂直时，通电导线在磁场中受到的安培力的大小，既与导线的长度成正比，又与导线中的电流 I 成正比，即与 I 和 L 的乘积成正比。
2. 公式：F安 = BILsin θ
3. 安培力公式F＝BILsinθ的理解（1）B为导线所处磁场应为匀强磁场，在非匀强磁场中， 仅适用于很短的通电导线，即直线电流元。（2）L为通电导线有效长度, ① 对于弯曲导线，有效长度为端点连线之间的距离。 ②对闭合通电导线的有效长度为 0，即所受安培力为 0。（3）θ为磁场B和电流I方向夹角.
【例1】如图所示，将通电导线圆环平行于纸面缓慢地坚直向下放入水平方向垂直纸面各里的匀强磁场中,则在通电圆环完全进入磁场的过程中，所受的安培力大小变化是 ( ) A. 逐渐变大 B. 先变大后变小 C. 逐渐变小 D. 先变小后变大
题型1安培力大小的定性判断：
【变式训练】通电的等腰梯形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行。下列关于通电直导线MN的磁场对线框作用的（ ）A. 线框所受安培力的合力为零B. 线框有两条边所受的安培力方向相同C. 线框有两条边所受的安培力大小相同D. 线框在安培力作用下一定有向左的运动趋势
【例2】如图所示，直角三角形abc组成的导线框内通有电流I＝1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中，ac=2m， ，求导体棒ab、bc、ca、cab所受的安培力。
题型2、安培力大小的定量求值：
【例题3】（多选）如图所示，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为I和2I，此时a受到的磁场力大小为F，当在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为2F，则此时b受到的磁场力大小为（ ）   A. 3F B. 4FC. 5F D. 6F
题型3、安培力的叠加：
磁电式电流表的结构和原理视频
1、灵敏电流计：测电流强弱和方向的电学仪器——电流表，它就是根据磁场对电流的安培力制成的。
2. 灵敏电流计的构造和功用(1)主要构造：指针、蹄形磁铁、 极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
(2)极靴和铁芯作用：产生均匀辐向磁场：(非匀强磁场)
①方向：沿半径方向指向或远离铁芯中心，任意位置线圈平面与磁感线都平行，即都和两侧导线垂直,产生的安培力方向相反。②大小：到铁芯中心距离相同的位置B的大小相同。
3. 电流表的工作原理
①刻度特点：因为θ ∝ I，所以表盘的刻度均匀.②电流大小：根据指针偏转角度大小，知道被测电流的强弱。③电流方向：根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。
4. 优缺点(1)优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。(2)缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。5. 灵敏度(1)表达式：(2)提高灵敏度方法：可以通过增加线圈的匝数、增大磁铁的磁感应强度、增大线圈的面积，更细的弹簧片等方法提高灵敏度。
【例题3】如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度.它的右盘下挂着矩形线框，匝数为n，线框的dc边水平，且长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线框平面垂直.当线框中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡.然后使电流反向，大小不变.这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡.（1）cd边的电流在反向之后其电流方向为（2）导出用n、m、l、I表示磁感应强度B的表达式。
答案：（1）向左（2）mg/nBIl