高中物理 第3章 磁場 4 通電導(dǎo)線在磁場中受到的力課件 新人教版選修3-1.ppt

1、成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-1,磁場,第三章,4通電導(dǎo)線在磁場中受到的力,第三章,根據(jù)磁場對(duì)電流會(huì)產(chǎn)生作用力的原理，人們研制出一種新型的發(fā)射炮彈的裝置電磁炮。電磁炮的炮彈動(dòng)力摒棄傳統(tǒng)的火藥，采用電磁力。它由兩條平行的長直導(dǎo)軌組成，導(dǎo)軌間放置一質(zhì)量較小的滑塊作為彈丸，當(dāng)兩軌接入電源時(shí)，強(qiáng)大的電流從一導(dǎo)軌流入，經(jīng)滑塊從另一導(dǎo)軌流回時(shí)，在兩導(dǎo)軌平面間產(chǎn)生強(qiáng)磁場，通電流的滑塊在安培力的作用下，彈丸會(huì)以很大的速度射出，彈丸體積雖小，但由于初速度特別大，所以具有很大的動(dòng)能，足以穿透厚鋼板。通電導(dǎo)體在磁場中受力與哪些因素有關(guān)呢,安培力,1.概念 把通電導(dǎo)線在磁場中受的力稱

2、為安培力,2安培力的方向 左手定則：如圖所示，伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指_，并且都與手掌在同一個(gè)_內(nèi)。讓磁感線從_進(jìn)入，并使四指指向_的方向，這時(shí)_所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向,垂直,平面,掌心,電流,拇指,3安培力的大小 (1)公式：F_。 為磁感應(yīng)強(qiáng)度與通電導(dǎo)線之間的夾角。 (2)說明：A當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線垂直時(shí)，即電流方向與磁感線垂直時(shí)，所受的安培力最大：F_。 B當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線平行時(shí)，所受安培力_,BILsin,BIL,為零,磁電式電流表,1.構(gòu)造 磁鐵、_、螺旋彈簧、指針、極靴。 2原理 通電線圈在磁場中受到安培力而偏轉(zhuǎn)。 (1)線圈_越大，被測電流就越大。

3、 (2)根據(jù)_的方向，可以知道被測電流的方向,線圈,偏轉(zhuǎn)的角度,線圈偏轉(zhuǎn),半徑,平行,4優(yōu)、缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)是_高，能測出很弱的電流；缺點(diǎn)是線圈的_，允許通過的電流很弱,靈敏度,導(dǎo)線很細(xì),一、安培力方向的判斷 1安培力的方向不僅跟磁場方向垂直，還跟電流方向垂直，故安培力的方向垂直于磁場方向與電流方向所構(gòu)成的平面。在判斷安培力方向時(shí)，應(yīng)首先判定這個(gè)平面，然后再應(yīng)用左手定則。 2當(dāng)電流方向與磁場方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直于電流與磁場所決定的平面，所以仍可用左手定則來判斷安培力的方向，只是磁感線不是垂直進(jìn)入掌心。 3注意區(qū)別安培力的方向和電場力的方向與磁場、電場的方向的關(guān)系，安培力的方向總是與磁場的

4、方向垂直，而電場力的方向與電場的方向平行,特別提醒(1)FI，F(xiàn)B，但B與I不一定垂直。 (2)若已知B、I方向，F(xiàn)方向惟一確定，但若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不惟一,北京十二中20142015學(xué)年高二上學(xué)期期中)在下列各圖中，分別標(biāo)出了勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向、電流I的方向以及通電直導(dǎo)線所受安培力F的方向，其中正確表示這三個(gè)方向關(guān)系的圖是() 答案：A 解析：根據(jù)左手定則可判選項(xiàng)A正確,二、安培力大小的計(jì)算 1對(duì)安培力FILBsin的理解 (1)當(dāng)B與I垂直時(shí)，即sin901，則FILB；當(dāng)B與I成角時(shí)，F(xiàn)ILBsin，是B與I的夾角。 (2)L是有效長度，勻強(qiáng)磁場中彎曲導(dǎo)線

5、的有效長度L，等于連接兩端點(diǎn)直線的長度(如圖)；相應(yīng)的等效電流沿L由始端流向末端,2FILBsin的適用條件 導(dǎo)線所處的磁場應(yīng)為勻強(qiáng)磁場；在非勻強(qiáng)磁場中，公式僅適用于很短的通電導(dǎo)線。 3電流在磁場中的受力特點(diǎn) 電荷在電場中一定會(huì)受到電場力作用，但是電流在磁場中不一定受安培力作用。當(dāng)電流方向與磁場方向平行時(shí)，電流不受安培力作用,特別提醒(1)公式FILBsin中是B和I方向的夾角，不能盲目應(yīng)用題目中所給的夾角，要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。 (2)公式FIBLsin中的Lsin也可以理解為垂直于磁場方向的“有效長度,遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)北校20132014學(xué)年高二上學(xué)期檢測)在勻強(qiáng)磁場中放入通有相同電流的三

6、條不同形狀的導(dǎo)線，如圖所示，每條導(dǎo)線的兩個(gè)端點(diǎn)間的距離相等，問所受磁場力最大的導(dǎo)線是(,A甲線最大B乙線最大 C丙線最大 D三條線一樣大 答案：D 解析：由題意可知，三個(gè)圖中導(dǎo)線的有效長度相同，而且均垂直于磁場，故根據(jù)公式FBIL可知，三條線所受安培力一樣大，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確,三、安培定則與左手定則的區(qū)別,重慶市主城區(qū)20142015學(xué)年高二上學(xué)期期末六校聯(lián)考)如圖所示，在方框中有一能產(chǎn)生磁場的裝置，現(xiàn)在在方框右邊放一通電直導(dǎo)線(電流方向如圖中箭頭方向)，發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線受到向右的作用力，則方框中放置的裝置可能是下面哪個(gè)(,答案：C 解析：根據(jù)通電導(dǎo)線受到向右的作用力，由左手定則判定導(dǎo)線處

7、于垂直紙面向外的磁場中，根據(jù)右手定則可判只有C選項(xiàng)符合要求，故選C,四、分析導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)情況的幾種常用方法,特別提醒(1)導(dǎo)體處于非勻強(qiáng)磁場中時(shí)，通常用電流元法判斷其受力情況。 (2)判斷條形磁鐵(或小磁針)與環(huán)形電流間的相互作用時(shí)，通常選擇等效法,通電直導(dǎo)線A與圓形通電導(dǎo)線環(huán)B固定放置在同一水平面上，通有如圖所示電流時(shí)，通電直導(dǎo)線A受到水平向_(填“左”或“右”)的安培力作用。當(dāng)A、B中電流大小保持不變，但同時(shí)改變方向時(shí)，通電直導(dǎo)線A所受到的安培力方向水平向_。(填“左”或“右”,安培力方向的判斷,解析：利用定培定則先判斷出B產(chǎn)生的磁場方向在導(dǎo)線環(huán)外部是垂直紙面向里的，再利用左手定則判定

8、直導(dǎo)線A受到的安培力的方向是水平向右的。當(dāng)A、B中電流同時(shí)改變方向時(shí)，根據(jù)安培定則，導(dǎo)線環(huán)外部磁場方向是垂直紙面向外的，再利用左手定則可判斷通電直導(dǎo)線受到的安培力方向仍向右。 答案：右右,畫出圖中通電直導(dǎo)線A受到的安培力的方向。 答案,安培力作用下導(dǎo)體的平衡,答案：BC,如圖所示，把一重力不計(jì)可自由運(yùn)動(dòng)的通電直導(dǎo)線AB水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，當(dāng)通以圖示方向的電流時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)() A順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降 B順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升 C逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降 D逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升,安培力作用下導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)問題,綜合上述由兩個(gè)特殊位置的判斷可知，當(dāng)導(dǎo)線不在上述的

9、特殊位置時(shí)，所受安培力使導(dǎo)線AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要向下運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C正確。 答案：C,把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來，使它下端剛好跟杯中的水銀面接觸，并使它組成如圖所示的電路，當(dāng)開關(guān)S接通后將看到的現(xiàn)象是() A彈簧向上收縮 B彈簧被拉長 C彈簧上下跳動(dòng) D彈簧仍靜止不動(dòng) 答案：C,解析：通電后，彈簧的每一個(gè)圈都相當(dāng)一個(gè)環(huán)形電流，且各線圈都通以相同方向的電流，根據(jù)同向電流相互吸引，彈簧收縮，下端脫離水銀面，使電路斷開，電路斷開后，彈簧中的電流消失，磁場作用失去，彈簧在彈力和自身重力作用下下落，于是電路又接通，彈簧又收縮如此周而復(fù)始，形成彈簧上下跳動(dòng)。正確答案為C,易錯(cuò)點(diǎn)：對(duì)基本概念、規(guī)律掌握不牢導(dǎo)致錯(cuò)誤 案例：如圖所示，平行于紙面水平向右的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B11T。位于紙面內(nèi)的細(xì)直導(dǎo)線，長L1m，通有I1A的恒定電流