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粤教版 (2019)选择性必修 第二册第一节 安培力课前预习ppt课件
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这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第二册第一节 安培力课前预习ppt课件，共26页。PPT课件主要包含了答案D，答案C，解析如图所示，答案见解析图，答案BC，答案B，答案A等内容，欢迎下载使用。
知识点一 安培力的方向1.安培力定义.物理学上把磁场对电流的作用力叫安培力.2.决定安培力方向的因素.（1）电流方向.（2）磁感应强度方向.
3.方向判定.用左手定则判断安培力的方向：伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并与手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电导线在磁场中的受力方向.如图所示.4.安培力的方向特点：与电流方向、磁感应强度方向都垂直，即安培力F垂直于B和I所决定的平面.
知识点二 安培力的大小安培力的大小：当磁感应强度与通电导线之间的夹角为θ时，安培力的大小F＝BILsin θ.（1）当通电导线与磁感线垂直时，所受的安培力最大，F＝BIL.（2）当通电导线与磁感线平行时，所受安培力F＝0.
小试身手已知导体棒中通有电流I，导体棒长度为L，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当导体棒按下面几种方式放置时，写出导体棒所受安培力的大小，说明安培力的方向.
①F＝BIL方向BIL②F＝BIL方向0③F＝垂直棒斜向左下方向垂直纸面向外④F＝垂直棒斜向右下
探究一 利用左手定则判断安培力的方向1.左手定则应用.安培力的方向既垂直于电流方向，也垂直于磁场方向，即安培力的方向垂直于电流I和磁场B所决定的平面.（1）当电流方向与磁场方向垂直时，安培力方向、磁场方向、电流方向两两垂直，应用左手定则时，磁感线垂直穿过掌心.（2）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方向，也垂直于磁场方向.应用左手定则时，磁感线斜着穿过掌心.
2.安培定则与左手定则的区别.
3.电流间的作用力.（1）直线电流之间.①作用规律：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥.②原因分析：如图甲所示，根据安培定则可知电流I1的磁场在I2处的方向垂直纸面向里，再应用左手定则可以判断出I2受到的安培力方向向左，同理可以得出电流I1受力方向向右，所以两同向电流相互吸引.同样可得出两反向电流相互排斥.
（2）环形电流之间.①两平行的环形电流，若电流绕向相同（如图乙所示电流），则相互吸引，若方向相反则相互排斥.②通电螺线管可以看作很多平行的同向环形电流，所以各匝之间相互吸引.
【典例1】 如图所示，一导体棒ab静止在U形铁芯的两臂之间.电键闭合后导体棒受到的安培力方向（ ）A.向上 B.向下C.向左 D.向右
解析：根据图中的电流方向，由安培定则知U形铁芯下端为N极上端为S极，ab中的电流方向由a→b，由左手定则可知导体棒受到的安培力方向向右.
左手定则应用的两个要点（1）安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向，所以应用左手定则时，必须使拇指指向与四指指向和磁场方向均垂直.（2）由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不一定垂直穿入手掌，可能与四指方向成某一夹角，但四指一定要指向电流方向.
1.在下列选项的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中错误的是（ ）
解析：根据左手定则可知A、B、D三图中电流、磁场、安培力方向均和左手定则中要求的方向一致，C图中电流方向和磁场方向一致，不受安培力，故C错误.
2.画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向.
3.（多选）如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为FN1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为FN2，则以下说法正确的是（ ）A.弹簧长度将变长 B.弹簧长度将变短C.FN1>FN2 D.FN1
探究二 安培力的大小计算1.公式F＝ILB中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时，F最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0.2.弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度，相应的电流沿L由始端流向末端.
3.若磁场和电流成θ角时，如图所示，可以将磁感应强度B正交分解成B⊥＝Bsin θ和B∥＝Bcs θ，而B∥对电流是没有作用的.F＝ILB⊥＝ILBsin θ，即F＝ILBsin θ.4.当电流同时受到几个安培力时，则电流所受的安培力为这几个安培力的矢量和.
典例2】 如图所示，长度为10 cm的一段直导线AB，与磁场方向垂直地放置在磁感应强度B＝3×10－2 T的匀强磁场中.今在导线中通以10 A的电流，方向自B向A，导线以固定点O为转动轴（设OA＝3OB），由图中位置按顺时针方向转过60°角时：（1）求导线受到的磁场力的大小和方向；（2）如果在AB的竖直面上，导线AB从图中位置以O点为转动轴、由纸面向外转30°角时，情况又如何？
解析：（1）导线所受磁场力的大小F＝BILsin θ＝3×10－2×10×0.1×cs 60° N＝1.5×10－2 N，方向垂直纸面向外.（2）导线所受磁场力的大小F′＝BILsin θ′＝3×10－2×10×0.1×sin 90° N＝3×10－2N，力的方向与导线垂直，且与原AB方向成120°指向纸外.
答案：（1）1.5×10－2 N，方向垂直纸面向外（2）3×10－2 N，方向与导线垂直，且与原AB方向成120°指向纸外
4.如图所示，通电导线MN中的电流保持不变，当它在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是（ ）A.变小 B.不变C.变大 D.不能确定
解析：导体在纸面内由a位置转到b位置的过程中，导体棒始终垂直于磁场方向，即导体在垂直磁场方向上的有效长度不变，而磁感应强度B和电流大小也不变，由F＝BIL可知安培力的大小不变.
5.长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中、电流方向与磁场方向分别如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是（ ）A.F＝BILcs θ B.F＝BILcs θC.F＝BILsin θ D.F＝BILsin θ
解析：A图中，导线不和磁场垂直，将导线投影到垂直磁场方向上，故F＝BILcs θ，A正确；B图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，B错误；C图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，C错误；D图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，D错误.
6.如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力（ ）
知识点一 安培力的方向1.安培力定义.物理学上把磁场对电流的作用力叫安培力.2.决定安培力方向的因素.（1）电流方向.（2）磁感应强度方向.
3.方向判定.用左手定则判断安培力的方向：伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并与手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电导线在磁场中的受力方向.如图所示.4.安培力的方向特点：与电流方向、磁感应强度方向都垂直，即安培力F垂直于B和I所决定的平面.
知识点二 安培力的大小安培力的大小：当磁感应强度与通电导线之间的夹角为θ时，安培力的大小F＝BILsin θ.（1）当通电导线与磁感线垂直时，所受的安培力最大，F＝BIL.（2）当通电导线与磁感线平行时，所受安培力F＝0.
小试身手已知导体棒中通有电流I，导体棒长度为L，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，当导体棒按下面几种方式放置时，写出导体棒所受安培力的大小，说明安培力的方向.
①F＝BIL方向BIL②F＝BIL方向0③F＝垂直棒斜向左下方向垂直纸面向外④F＝垂直棒斜向右下
探究一 利用左手定则判断安培力的方向1.左手定则应用.安培力的方向既垂直于电流方向，也垂直于磁场方向，即安培力的方向垂直于电流I和磁场B所决定的平面.（1）当电流方向与磁场方向垂直时，安培力方向、磁场方向、电流方向两两垂直，应用左手定则时，磁感线垂直穿过掌心.（2）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方向，也垂直于磁场方向.应用左手定则时，磁感线斜着穿过掌心.
2.安培定则与左手定则的区别.
3.电流间的作用力.（1）直线电流之间.①作用规律：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥.②原因分析：如图甲所示，根据安培定则可知电流I1的磁场在I2处的方向垂直纸面向里，再应用左手定则可以判断出I2受到的安培力方向向左，同理可以得出电流I1受力方向向右，所以两同向电流相互吸引.同样可得出两反向电流相互排斥.
（2）环形电流之间.①两平行的环形电流，若电流绕向相同（如图乙所示电流），则相互吸引，若方向相反则相互排斥.②通电螺线管可以看作很多平行的同向环形电流，所以各匝之间相互吸引.
【典例1】 如图所示，一导体棒ab静止在U形铁芯的两臂之间.电键闭合后导体棒受到的安培力方向（ ）A.向上 B.向下C.向左 D.向右
解析：根据图中的电流方向，由安培定则知U形铁芯下端为N极上端为S极，ab中的电流方向由a→b，由左手定则可知导体棒受到的安培力方向向右.
左手定则应用的两个要点（1）安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向，所以应用左手定则时，必须使拇指指向与四指指向和磁场方向均垂直.（2）由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不一定垂直穿入手掌，可能与四指方向成某一夹角，但四指一定要指向电流方向.
1.在下列选项的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中错误的是（ ）
解析：根据左手定则可知A、B、D三图中电流、磁场、安培力方向均和左手定则中要求的方向一致，C图中电流方向和磁场方向一致，不受安培力，故C错误.
2.画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向.
3.（多选）如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为FN1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为FN2，则以下说法正确的是（ ）A.弹簧长度将变长 B.弹簧长度将变短C.FN1>FN2 D.FN1
探究二 安培力的大小计算1.公式F＝ILB中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时，F最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0.2.弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度，相应的电流沿L由始端流向末端.
3.若磁场和电流成θ角时，如图所示，可以将磁感应强度B正交分解成B⊥＝Bsin θ和B∥＝Bcs θ，而B∥对电流是没有作用的.F＝ILB⊥＝ILBsin θ，即F＝ILBsin θ.4.当电流同时受到几个安培力时，则电流所受的安培力为这几个安培力的矢量和.
典例2】 如图所示，长度为10 cm的一段直导线AB，与磁场方向垂直地放置在磁感应强度B＝3×10－2 T的匀强磁场中.今在导线中通以10 A的电流，方向自B向A，导线以固定点O为转动轴（设OA＝3OB），由图中位置按顺时针方向转过60°角时：（1）求导线受到的磁场力的大小和方向；（2）如果在AB的竖直面上，导线AB从图中位置以O点为转动轴、由纸面向外转30°角时，情况又如何？
解析：（1）导线所受磁场力的大小F＝BILsin θ＝3×10－2×10×0.1×cs 60° N＝1.5×10－2 N，方向垂直纸面向外.（2）导线所受磁场力的大小F′＝BILsin θ′＝3×10－2×10×0.1×sin 90° N＝3×10－2N，力的方向与导线垂直，且与原AB方向成120°指向纸外.
答案：（1）1.5×10－2 N，方向垂直纸面向外（2）3×10－2 N，方向与导线垂直，且与原AB方向成120°指向纸外
4.如图所示，通电导线MN中的电流保持不变，当它在纸面内从a位置绕其一端M转至b位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是（ ）A.变小 B.不变C.变大 D.不能确定
解析：导体在纸面内由a位置转到b位置的过程中，导体棒始终垂直于磁场方向，即导体在垂直磁场方向上的有效长度不变，而磁感应强度B和电流大小也不变，由F＝BIL可知安培力的大小不变.
5.长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中、电流方向与磁场方向分别如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是（ ）A.F＝BILcs θ B.F＝BILcs θC.F＝BILsin θ D.F＝BILsin θ
解析：A图中，导线不和磁场垂直，将导线投影到垂直磁场方向上，故F＝BILcs θ，A正确；B图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，B错误；C图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，C错误；D图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，D错误.
6.如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力（ ）
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