物理选择性必修 第二册1 磁场对通电导线的作用力一等奖课件ppt

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一等奖课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了学习目标，安培力的方向，安培力的大小，磁电式电流表，本课小结，当堂检测等内容，欢迎下载使用。

1.通过实验认识安培力的方向及大小，了解安培力在生产生活中的运用，会用左手定则判断安培力的方向。2.经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会归纳推理的方法。经历一般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的方法。3.观察磁电式电流表的结构，知道磁电式电流表的工作原理，体会物理知识与科学技术的关系。
（1）直线电流的磁场方向
右手握住导线让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕方向
（2）环形电流的磁场方向
让右手弯曲的四指与环行电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环行导线轴线上磁感线的方向
人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力。
（1）如图所示，把一段导体棒悬挂在蹄形磁铁的两极间，通以电流。研究安培力的方向与哪些因素有关。 ①上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。 ②改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。
（2）实验现象表明：通电导体棒在磁场中所受安培力的方向，与电流方向、磁场方向有关。（3）众多实验表明：通电导线在磁场中所受安培力的方向，与电流方向、磁感应强度的方向都垂直。
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内。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。
4. 两平行通电直导线的相互作用
同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。
5. 对安培力方向的理解
安培力的方向不仅跟磁场方向垂直，还跟电流方向垂直，故安培力的方向垂直于磁场方向与电流方向所构成的平面。当电流方向与磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流与磁场所决定的平面。即：F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直。
例 某同学画出了四幅表示磁场B、电流I和安培力F三者方向间的关系图，如图所示，其中正确的是（　　）
A B C D
解析：根据左手定则可知，A图中安培力方向应该向下，B图中安培力方向应该垂直于磁场方向斜向左上方，C图中磁场方向和电流方向在同一直线上，不受安培力作用，D图中安培力方向斜向左下方垂直于电流方向，故D正确。
（1）垂直于磁场B 放置长为L 的通电导线，当通过的电流为I 时，它所受的安培力 F 为BIL。 即当 B 与 I 垂直时，F = BIL。（2）当 B 与 I 平行时，F = 0 。
（3）当磁感应强度 B 的方向与导线方向成 θ 角时，将 B 分解为垂直电流方向的 B⊥ = Bsinθ 和沿着电流方向的 B∥ = Bcsθ， B 对 I 的作用可以用 B⊥、B∥ 对电流的作用等效替代。即： F = F1 + F2 = B⊥IL + B∥IL = BILsinθ + 0 = BILsinθ
2. 对安培力公式的理解
（1）公式 F = BILsinθ 中 L 指的是“有效长度”。匀强磁场中弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图)；相应的等效电流沿 L 由始端流向末端。
（2）公式 F = BILsinθ的适用条件 导线所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式仅适用于很短的通电导线。（3）公式F=BILsinθ 中θ 是B 和I 方向的夹角，不能盲目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析。（4）电荷在电场中一定会受到电场力作用，但是电流在磁场中不一定受安培力作用。当电流方向与磁场方向平行时，电流不受安培力作用。
例 如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到磁场力的大小变为（　　）A. F2 B. F1- F2C. F1+ F2 D.2F1- F2
1. 构造
磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。
2. 原理
通电线圈在磁场中受到安培力而偏转。 （1）线圈偏转的角度越大，被测电流就越大。 （2）根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向。
两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，保持线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，线圈所受安培力的方向始终与线圈平面垂直，线圈平面都与磁场方向平行，表盘刻度均匀。
优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。 缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（量程小）。要测较大的电流，必须进行改装。
甲 乙
例 图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。如图乙所示，边长为L的正方形线圈中通以电流I，线圈中的某一条导线a电流方向垂直纸面向外，导线b电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则当线圈处在图乙所示位置时，下列说法正确的是（　　）A.该磁场是匀强磁场B.该线圈的磁通量为BL2C.导线a受到的安培力方向向下D.导线b受到的安培力大小为BIL
解析：A错：该磁场是均匀辐向分布的，不是匀强磁场。B错：线圈平面与磁场方向平行，磁通量为0。C错，D对：在图乙所示位置，导线a、b受到的安培力方向分别为向上、向下，大小均为ILB，线圈将沿顺时针方向转动。
例 如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈,宽为l,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I(方向如图所示),在天平两边加上质量分别为m1、m2的砝码时,天平平衡;当电流反向(大小不变)时,右边再加上质量为m的砝码后,天平又重新平衡。由此可知(　　)
解析:因为电流反向时,右边再加砝码才能重新平衡,所以电流反向时安培力竖直向上,由左手定则判断磁场方向垂直于纸面向里。电流反向前,有m1g=m2g+m3g+NBIl,其中m3为线圈质量。电流反向后,有m1g=m2g+m3g+mg-NBIl。两式联立可得B= 。
1.［多选］如图所示的三维空间内，匀强磁场方向沿x轴正方向，在平面xOz内有一通电直导线，若它所受的安培力方向沿y轴正方向，则（　　）A.该通电导线一定不会沿平行于Ox方向放置B.该通电导线一定平行于Oz方向放置C.无论通电导线怎样放置，它总受到沿y轴正方向的安培力D.沿Oz方向观察一定有沿Oz方向的电流  
提示：安培力的方向垂直于电流方向和磁场方向所决定的平面，电流方向与磁场方向可以不垂直。
2.［多选］图中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动，下列说法正确的是（ ）A.若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B.若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C.若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D.若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动
提示：根据电源的极性，先判定电磁铁的磁极，再判定通电导线L的电流方向。
3.如图所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流I时，该V形通电导线受到的安培力大小为（　　）A.0D.2BIl  
4.如图甲所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音。俯视图乙表示处于辐射状磁场中的线圈（线圈平面即纸面），磁场方向如图中箭头所示，在图乙中（ ） 甲 乙
A.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外
5.如图甲所示是磁电式电流表的结构图，图乙是磁极间的磁场分布图，以下选项中正确的是（ ）
A.指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力与线圈受到的安培力的作用效果是相反的B.通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大C.在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场D.在线圈转动的范围内，线圈所受安培力与电流有关，而与所处位置无关