物理选择性必修 第二册1 磁场对通电导线的作用力教课ppt课件

这是一份物理选择性必修 第二册1 磁场对通电导线的作用力教课ppt课件，共15页。PPT课件主要包含了题型2特殊位置法，题型3结论法，答案12V等内容，欢迎下载使用。

一、安培力作用下的导体的运动
（1）等效法：将通电圆环等效为小磁针，将通电螺线管等效为条形磁铁，将较复杂的磁体对电流的作用力转化为较简单的磁极之间的作用力。
（2）电流元法：将环形电流分成无数个电流元，将曲线电流转化为直线电流元，先判断对称电流元所受F安方向，再判断整段导线所受F安方向。
导体在磁场中的运动取决于安培力时，安培力的方向判断是问题的关键
1、环形电流的处理方法：
2、较长直线电流在非匀强磁场中的处理方法：
（1）电流元法：将环形电流分成无数个电流元，将较长电流转化为两个对称电流元，先判断对称电流元所受F安方向，再判断整段导线所受F安方向。
（2）特殊位置法：将环形电流分成无数个电流元，将较长电流转化为两个对称电流元，先判断对称电流元所受F安方向，再判断整段导线所受F安方向。
3、直线电流对磁体作用力的处理方法：
（1）转换研究对象法：判断磁体受到电流施加的磁场力没有直接的判断方法，先转化为判断电流受到磁体施加的安培力方向，然后根据牛顿第三定律确定磁体所受磁场力方向。
4、直线电流之间和环形电流之间作用力的处理方法：
（1）结论法：平行直线电流，环形电流，同向相吸，反向相斥 不平行的直线电流和环形电流有转到平行且电流同向的趋势
【例1】如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁 N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈(　　)A．向左运动，向外扩张　 B．向右运动，向内收缩C．向左运动，向内收缩 D．向右运动，向外扩张
题型1等效法或电流元法：
【例2】如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是（从上往下看）（　　）A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升
【例3】把一根柔软的螺旋弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好与杯里的水银面相接触，并组成如图所示电路图，当开关S接通后，将看到的现象是（ ）A. 弹簧向上收缩B. 弹簧上下跳动C. 弹簧被拉长D. 弹簧仍静止不动
【例4】如图所示，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（ ）A.磁铁对桌面的压力减小，不受摩擦力B.磁铁对桌面的压力增大，受到向左的摩擦力C.磁铁对桌面的压力不变，不受摩擦力D.以上说法都不对
题型4 转化研究对象法
如果将导线移动到图示位置，桌面的压力、摩擦力如何
二、安培力作用下的平衡问题
1.常见模型：导体棒所在闭合回路和磁场构成的空间受力模型。2.研究对象特点：导体棒既是电学对象也是力学对象（1）电学对象:导体棒是闭合回路的一部分，满足闭合电路欧姆定律（2）力学对象：受力平衡，满足牛顿第二定律F合=ma，受力分析时需 先将立体图转化为平面图。 
【例1】质量为m，长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图所示，求棒MN所受的支持力大小和摩擦力大小．
【例2】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为37°，金属棒MN的质量为0.1kg，电源电动势为6V，内阻为1Ω，电阻R=0.2Ω，MN处于静止状态，求（1）磁场竖直向上时的磁感应强度B的大小（2）磁场垂直导轨平面向上时的磁感应强度B的大小（3）磁场方向任意时，磁感应强度B应满足的条件？
答案：（1）0.75T（2）0.6T（3）B≥0.6T
安培力作用下的平衡求值思路（1）作导体棒平面情景图；（2）确认电流I、B是否垂直，判断B、I所在平面；确认安培力方向；（3）一重二弹三摩擦；（4）列共点力平衡方程和辅助方程求相关量。
安培力和重力、弹力、摩擦力一样，也会涉及做功、冲量问题，可以用动量定理和动能定理等来分析。分析时应注意安培力所起作用。1、安培力冲量:I安=F安·Δt=BIL·Δt=BqL （1）B为导体棒所在位置的磁感应强度 （2）q是安培力作用时间内通过该导体棒的电荷量 （3）L为导体棒的有效长度。2、安培力做功：W=BIL·x （1）安培力做正功实现电能转化为其它形式能量 （2）恰好相反，安培力做负功实现其它形式能量转化为电能，下一章讲解 
三、安培力作用下的动量和能量问题
【例1】如图所示，长为d、质量为m的细金属杆ab，用长为l的细线悬挂后，恰好与水平光滑的平行金属导轨接触，平行金属导轨间距也为d，导轨平面处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中.闭合开关S后，细金属杆ab向右摆起，悬线的最大偏角为θ.重力加速度为g，则闭合开关的短时间内求（1）安培力对金属杆ab所做功（2）通过细金属杆ab的电荷量
【变式训练】如图所示，金属棒ab的质量m=5g，放在相距L=1m、处于同一水平面上的两根光滑的平行金属导轨最右端，导轨距地面的高度h=0.8m，电容器电容C=400μF，电源电动势E=16V，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中.开关S先合向1，稳定后再合向2，金属棒被抛出水平距离x=6.4cm后落到地面上，空气阻力忽略不计，取g=10m/s2.求金属棒ab被抛出后电容器两端的电压.