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    人教版(2019)高中物理选择性必修第二册 1.1《磁场对通电导线的作用力》课件
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    人教版 (2019)选择性必修 第二册1 磁场对通电导线的作用力完美版ppt课件

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    这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册1 磁场对通电导线的作用力完美版ppt课件,共37页。PPT课件主要包含了磁场强弱如何描述,安培力的方向,第一部分,实验结论,左手定则,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥,用学过的知识加以分析,同向电流,反向电流等内容,欢迎下载使用。

    下图是磁电式电流表的结构示意图,为什么电流表通电后其指针会发生偏转?
    在必修课中,我们已经知道了磁场对通电导线有作用力,并从这个现象入手定义了物理量——磁感应强度B。
    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(Ampèrefrce),把电流的单位定为安培。
    安培力是矢量,既有大小又有方向,其方向和大小有什么规律?
    请你结合以前所学知识,你觉得安培力方向与那些因素有关?如何设计实验方案研究?
    猜想:磁感应强度方向、电流方向... ...
    实验方案:1.实验方法:控制变量法2.实验步骤:按照图所示,组装好器材,进行实验,观察导体棒受力方向。(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。
    众多事实表明,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。
    你能根据实验结果总结一下判断安培力方向的方法吗?
    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个平面内;让磁感线从掌心垂直进入,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。
    磁场、电流、安培力三者方向描述有什么困难?
    研究安培力的问题要涉及三维空间,为了描述方便,我们可以将立体图转平面图,物理学规定“×进·出”
    当电流与磁场方向不垂直时,如何判断安培力方向?
    当电流与磁场方向夹角为θ时:
    F一定与B垂直,一定与I垂直;即安培力垂直于电流和磁场所在的平面.但B与I 不一定垂直.
    现在你能解释必修三中通电导线间相互作用力的实验现象了吗?
    如图所示,两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用
    在匀强磁场B中,通电直导线与磁场方向垂直和平行的情况下,导线上的电流为I,导线所受安培力F应怎样求?
    (3)当B和I夹角为θ时
    (3)当导线(电流I)与磁场B方向夹θ角时:
    F = B2IL=BILsinθ(θ为B与I的正向夹角)
    法一:分解磁感应强度B
    F = BIL1=BILsinθ(θ为B与I的正向夹角)
    (4)对安培力大小计算公式的深刻理解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,等于连接两端点直接的长度(如图所示);相应的电流沿L由始端向末端.
    应用公式F=IlBsin θ求安培力大小时不能死记公式,应正确理解公式中各物理量的实质,可将Bsin θ理解为有效磁感应强度或将lsin θ理解为有效长度,θ为磁场方向与直导线中电流方向之间的夹角。
    应用安培力公式F=IlBsin θ解题的技巧
    现在,你可以解释为什么电流表通电后其指针会发生偏转了吗?
    线圈在磁场中受受到安培力使其发生偏转
    再次仔细观察磁电式电流表结构,思考电流表的指针为什么最终能稳定的指向某一刻度,且偏转角度大小能反映电流大小?
    线圈通电时,安培力使线圈转动时
    安培力与弹力平衡,指针停止转动
    电流越大,安培力就越大,螺旋弹簧的形变也就越大,线圈偏转的角度也越大
    观察表盘发现,电流表表盘刻度是均匀的,这说明了指针偏转角度与电流成正比,如何才能实现这一要求?
    电流表表盘的刻度是均匀的,即指针偏转角度与电流大小成正比,你知道这是如何实现的吗?
    极靴和铁质圆柱使磁场沿半径方向,旋转的线圈在磁场中受到的安培力有什么特点?
    线圈转动的轨迹圆上B大小处处相等,当线圈转动时B与I始终互相垂直。
    θ ∝ I,表盘的刻度均匀
    1.(安培力的方向)下列各图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和通电直导线所受安培力F的方向,其中正确的是(  )
    解析:A图中电流与磁场方向平行,不受安培力作用,故A错误;B图中安培力的方向应垂直于导线向下,故B错误;C图中安培力的方向垂直于导线向上,故C正确;D图中电流方向与磁场方向平行,不受安培力作用,故D错误。
    2.(安培力的大小) 如图所示,一根导线位于磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,其中lAB=lBC=lCD=lDE=l,且∠C=120°,∠B=∠D =150°。现给这根导线通入由A至E的恒定电流I,则导线受到磁场作用的合力大小为(  )
    解析:选D。该磁场是辐向均匀分布的,不是匀强磁场,A错误;线圈平面总与磁场方向平行,B错误;根据左手定则可知,线圈a导线受到向上的安培力,b导线受到向下的安培力,线圈沿顺时针方向转动,C错误;a、b导线始终与磁场垂直,受到的安培力大小总为BIl,D正确。
    4.(安培力有关的力学问题) (2020山西重点中学联考)质量为m=0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=0.2 m,杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度B=2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如图所示。现调节滑动变阻器的滑片,为使杆ab静止不动,则通过杆ab的电流范围为多少?g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8。
    分析:安培力作用下导体棒的平衡问题和加速问题,题目所给出的图形一般为“立体图”,如果把物体的受力直接画在导体棒上,则较为抽象,不利于问题的求解,一般把抽象的立体图转换为直观的“平面图”,即画出“侧视图”。
    解析:图甲、乙是电流最大和最小两种情况下杆ab的受力分析图根据甲图列式如下:F1-mgsin θ-Ff1=0,FN-mgcs θ=0,Ff1=μFN,F1=BImaxd解上述方程得Imax=0.46 A根据乙图列式如下:F2+Ff2-mgsin θ=0,FN-mgcs θ=0,Ff2=μFNF2=BImind解上述方程得Imin=0.14 A因此通过杆ab的电流范围是0.14~0.46 A。
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