通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件.ppt

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1、第4講　通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力目標(biāo)定位1.知道安培力的概念，會(huì)用左手定則判定安培力的方向.2.理解并熟練應(yīng)用安培力的計(jì)算公式F＝ILBsinθ.3.了解磁電式電流表的構(gòu)造及原理.1預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)梳理·識(shí)記·點(diǎn)撥2課堂講義理解·深化·探究3對(duì)點(diǎn)練習(xí)鞏固·應(yīng)用·反饋預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)梳理·識(shí)記·點(diǎn)撥一、安培力的方向1.安培力：通電導(dǎo)線在中受的力.2.決定安培力方向的因素(1)方向；(2)方向.磁場(chǎng)磁場(chǎng)電流3.左手定則：如圖1所示，伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從進(jìn)入并使四指指向______，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線

2、在磁場(chǎng)中所受安培力的方向.4.安培力的特點(diǎn)：F⊥I，F(xiàn)⊥B，即F垂直于決定的平面.圖1掌心電流的方向B和I想一想當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線不垂直時(shí)，還可用左手定則判斷安培力的方向嗎？答案當(dāng)電流方向跟磁感線方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直于電流和磁場(chǎng)共同決定的平面，所以仍可用左手定則來(lái)判斷安培力的方向，只是磁感線不再垂直穿過(guò)手心.二、安培力的大小同一通電導(dǎo)線，按不同方式放在同一磁場(chǎng)中，受力情況不同，如圖2所示.1.如圖甲，I⊥B，此時(shí)安培力最大，F(xiàn)＝.2.如圖乙，I∥B，此時(shí)安培力最小，F(xiàn)＝.3.如圖丙，當(dāng)I與B成θ角時(shí)，可以把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解，如圖丁

3、所示.此時(shí)F＝，這是一般情況下安培力的表達(dá)式.圖2BIL0BILsinθ想一想通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定受到磁場(chǎng)力嗎？若導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力作用是否可以判定該處無(wú)磁場(chǎng)呢？答案當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行時(shí)不受磁場(chǎng)力，由此也可知，當(dāng)導(dǎo)線不受磁場(chǎng)力作用時(shí)無(wú)法判定該處有無(wú)磁場(chǎng).三、磁電式電流表1.原理：通電線圈在磁場(chǎng)中受到作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn).線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大，被測(cè)電流就_____.根據(jù)線圈，可以知道被測(cè)電流的方向.2.構(gòu)造：、線圈、螺旋彈簧、指針、極靴.安培力越大偏轉(zhuǎn)的方向磁鐵3.特點(diǎn)：兩磁極間的極靴極化靴中間的鐵質(zhì)圓柱，使極靴與圓柱間的磁場(chǎng)都沿方向，保持線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安

4、培力的大小不受磁場(chǎng)影響，電流所受安培力的方向總與線圈平面垂直.使線圈平面都與磁場(chǎng)方向，使表盤(pán)刻度均勻，如圖3所示.4.優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，可以測(cè)出的電流.缺點(diǎn)：線圈導(dǎo)線很細(xì)，允許通過(guò)的電流很弱.圖3半徑平行很弱想一想用磁電式電流表測(cè)量電流時(shí)，通電線圈的四條邊是否都受到安培力作用？答案與磁感線平行的兩個(gè)邊不受安培力作用.課堂講義理解·深化·探究一、安培力的方向1.安培力的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與電流方向垂直，即安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)和電流所決定的平面.2.當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直于電流與磁場(chǎng)所決定的平面，所以仍用左手定

5、則來(lái)判斷安培力的方向，只是磁感線不再垂直穿過(guò)手心，而是斜穿過(guò)手心.溫馨提示F⊥I，F(xiàn)⊥B，但B與I不一定垂直.例1畫(huà)出下列各圖中磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的安培力的方向.解析無(wú)論B、I是否垂直，安培力總是垂直于B與I決定的平面，且滿足左手定則.答案如圖所示二、對(duì)安培力F＝ILBsinθ的理解1.安培力大小的計(jì)算公式F＝ILBsinθ，θ為磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與導(dǎo)線方向的夾角.(1)當(dāng)θ＝90°，即B與I垂直時(shí)，F(xiàn)＝ILB.(2)當(dāng)θ＝0°，即B與I平行時(shí)，F(xiàn)＝0.2.當(dāng)導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L，等于連接兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度(如圖4所示)；相應(yīng)的電流沿

6、L由始端流向末端.圖4例2長(zhǎng)度為L(zhǎng)、通有電流為I的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流方向與磁場(chǎng)方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，對(duì)于下列各圖中，導(dǎo)線所受安培力的大小計(jì)算正確的是(　　)解析A圖中，導(dǎo)線不和磁場(chǎng)垂直，故將導(dǎo)線投影到垂直磁場(chǎng)方向上，故F＝BILcosθ，A正確；B圖中，導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故F＝BIL，B錯(cuò)誤；C圖中導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故F＝BIL，C錯(cuò)誤；D圖中導(dǎo)線和磁場(chǎng)方向垂直，故F＝BIL，D錯(cuò)誤.答案A例3如圖5所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)方向(垂直于紙面向里)垂直.線段ab、bc和cd的長(zhǎng)

7、度均為L(zhǎng)，且∠abc＝∠bcd＝135°.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示.導(dǎo)線abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力(　　)A.方向沿紙面向上，大小為(＋1)BILB.方向沿紙面向上，大小為(－1)BILC.方向沿紙面向下，大小為(＋1)BILD.方向沿紙面向下，大小為(－1)BIL圖5答案A三、安培力作用下的物體平衡在實(shí)際分析中，安培力、電流方向以及磁場(chǎng)方向構(gòu)成一個(gè)空間直角坐標(biāo)系，在空間判斷安培力的方向有很大的難度，所以在判斷一些復(fù)雜的安培力方向時(shí)都會(huì)選擇畫(huà)側(cè)視圖的方法，這樣就可以把難以理解的空間作圖轉(zhuǎn)化成易于理解的平面作圖.例4如圖6

8、所示，在與水平方向夾角為60°的光滑金屬導(dǎo)軌間有一電源，在相距1m的平行導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m＝0.3kg的金屬棒ab，通以從b→a，I＝3A的電流，磁場(chǎng)方向豎直向上，