通電導線在磁場中受到的力公開課PPT精選文檔

1、第三章第三章 磁磁 場場 第第 四四 節(jié)節(jié) 通電導線在磁場通電導線在磁場 中受到的力中受到的力復習鞏固復習鞏固歷史上最早發(fā)現電流的磁效應的人物是誰呢？歷史上最早發(fā)現電流的磁效應的人物是誰呢？ 思考與討論思考與討論 反過來思考：磁針對通電導線有無力的作用？反過來思考：磁針對通電導線有無力的作用？奧斯特：通電導線對磁針有力的作用奧斯特：通電導線對磁針有力的作用 作用力與反作用力。磁場對通電導線也有力的作用作用力與反作用力。磁場對通電導線也有力的作用安培力。安培力。 磁軌炮磁軌炮(Rail Gun)，即軌道炮是利，即軌道炮是利用電磁發(fā)射技術制成的一種先進用電磁發(fā)射技術制成的一種先進的動能殺傷武器的動

2、能殺傷武器.與傳統(tǒng)的大炮將與傳統(tǒng)的大炮將火藥燃氣壓力作用于彈丸不同，火藥燃氣壓力作用于彈丸不同，軌道炮是利用電磁系統(tǒng)中電磁場軌道炮是利用電磁系統(tǒng)中電磁場的作用力，其作用的時間要長得的作用力，其作用的時間要長得多，可大大提高彈丸的速度和射多，可大大提高彈丸的速度和射程程.因而引起了世界各國軍事家們因而引起了世界各國軍事家們的關注的關注.自自80年代初期以來，電磁年代初期以來，電磁軌道炮在未來武器的發(fā)展計劃中，軌道炮在未來武器的發(fā)展計劃中，已成為越來越重要的部分已成為越來越重要的部分.安培力：通電導線在磁場中受到的力安培力：通電導線在磁場中受到的力一、安培力的方向一、安培力的方向演示：按照右圖所示

3、進行實驗。演示：按照右圖所示進行實驗。1、改變導線中電流的方向，觀察受、改變導線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。力方向是否改變。2、上下交互磁場的位置以改變磁場、上下交互磁場的位置以改變磁場的方向，觀察受力方向是否變化。的方向，觀察受力方向是否變化。安培力的方向與哪些因素有關？安培力的方向與哪些因素有關？實驗記錄與分析實驗記錄與分析1.實驗裝置簡化圖實驗裝置簡化圖 實驗次數實驗次數 磁場方向磁場方向電流方向電流方向安培力的方向安培力的方向1 1向下向下垂直于紙面向外垂直于紙面向外2 2垂直于紙面向里垂直于紙面向里3 3向上向上4 4垂直于紙面向外垂直于紙面向外2.實驗結果記錄表實驗結果記錄

4、表電流的方向：垂直于紙面向外電流的方向：垂直于紙面向外記錄記錄1實驗實驗1電流的方向：垂直于紙面向里電流的方向：垂直于紙面向里記錄記錄2實驗實驗2電流的方向：垂直于紙面向里電流的方向：垂直于紙面向里記錄記錄3實驗實驗3電流的方向：垂直于紙面向外電流的方向：垂直于紙面向外記錄記錄4實驗實驗4 實驗次數實驗次數 磁場方向磁場方向電流方向電流方向安培力的方向安培力的方向1 1向下向下垂直于紙面向外垂直于紙面向外2 2垂直于紙面向里垂直于紙面向里3 3向上向上4 4垂直于紙面向外垂直于紙面向外實驗結果實驗結果演示演示1：磁場方向：向下：磁場方向：向下 電流方向：向外電流方向：向外 受力方向：向右受力方

5、向：向右 演示演示2：磁場方向：向下：磁場方向：向下 電流方向：向內電流方向：向內 受力方向：向左受力方向：向左演示演示3：磁場方向：向上：磁場方向：向上 電流方向：向內電流方向：向內 受力方向：向右受力方向：向右演示演示4：磁場方向：向上：磁場方向：向上 電流方向：向外電流方向：向外 受力方向：向左受力方向：向左結結果果分分析析左手定則：左手定則：伸開左手，大拇指跟其余四指垂直，并且跟手掌在同伸開左手，大拇指跟其余四指垂直，并且跟手掌在同一平面內，讓磁感線垂直穿過手一平面內，讓磁感線垂直穿過手 心，并使伸開的四指指向電流心，并使伸開的四指指向電流方向，那么，大拇指所指的方向就是直導線所受安培

6、力的方向。方向，那么，大拇指所指的方向就是直導線所受安培力的方向。FIBFIBBI3 0FFIIIBBB例例1.判斷安培力的方向判斷安培力的方向F=0F=0例例2.畫出圖中通電導線棒所受安培力的方向。畫出圖中通電導線棒所受安培力的方向。FFF平面圖側視圖平面圖側視圖思考：平行通電導線間是相互吸引還是相互排斥？思考：平行通電導線間是相互吸引還是相互排斥？1.同向電流相互吸引同向電流相互吸引2.反向電流相互排斥。反向電流相互排斥。結論結論:FFF同向電流同向電流F反向電流反向電流試利用左手定則分析他試利用左手定則分析他們之間的作用力們之間的作用力二、安培力的大小二、安培力的大小NSIFILB當當B

7、I時時F0當當B和和I夾角為夾角為時，時，F的的方向？方向？F的大小的大小?當當BI時時NSINSI把磁感應強度把磁感應強度B B分解為兩個分量：分解為兩個分量：平行于導線的分量平行于導線的分量B2不對導線產生作用不對導線產生作用力，通電導線所受作用力僅由力，通電導線所受作用力僅由B1決定決定F=I LBsin通電直導線與磁場方向通電直導線與磁場方向不垂直不垂直的情況怎樣處理？的情況怎樣處理？NSI垂直垂直 B1=B sin平行平行 B2=B cosIB BB B2 2B B1 1安培力大小公式：安培力大小公式： F=ILBsin表示磁場方向與電流方向間的夾角表示磁場方向與電流方向間的夾角注：

8、在中學階段，此公式僅適用于勻強磁場注：在中學階段，此公式僅適用于勻強磁場問題問題1:若若B與與I不垂直時，不垂直時，F安與安與B和和I方向關系可怎樣概括？方向關系可怎樣概括？說明：說明：結論：結論：F一定與一定與B垂直，一定與垂直，一定與I垂直。但垂直。但B與與I不一定垂直。不一定垂直。問題問題2：F、B、I一定兩兩垂直嗎？一定兩兩垂直嗎？例例3.如右圖所示的各圖中，磁如右圖所示的各圖中，磁場的磁感應強度大小相同，導場的磁感應強度大小相同，導線兩端點距離均相等，導線中線兩端點距離均相等，導線中電流均相等，則各圖中有關導電流均相等，則各圖中有關導線所受的安培力的大小的判斷線所受的安培力的大小的判

9、斷正確的是正確的是()Ad圖最大圖最大Bb圖最大圖最大C一樣大一樣大 D無法判斷無法判斷答案：答案：C例例4如圖如圖1所示，垂直折線所示，垂直折線abc中通入中通入I的電流。的電流。ab=bc=L，折線所在，折線所在平面與勻強磁感強度平面與勻強磁感強度B垂直垂直.abc受安培力等效于受安培力等效于ac（通有（通有ac的電流的電流I）所受安培力，即）所受安培力，即F1=_，方向同樣由等效電流，方向同樣由等效電流ac判定為在紙面內判定為在紙面內垂直于垂直于ac斜向上，同理可以推知：斜向上，同理可以推知： 如圖如圖2所示，半圓形通電導線受安所示，半圓形通電導線受安培力培力F2= _如圖如圖3所示，閉

10、合的通電導線框受安培力所示，閉合的通電導線框受安培力F3=_圖圖1圖圖3圖圖2 2BIL0計算安培力的大小計算安培力的大小時，時，L是指導線在垂是指導線在垂直磁場方向上的有直磁場方向上的有效長度效長度00.02N 水平向右水平向右0.02N 垂直導線，斜向左上方垂直導線，斜向左上方1.將長度為將長度為20cm、通有、通有0.1A電流的直導線放入一勻強磁場中，電電流的直導線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應強度為流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應強度為1T。試求出下列各。試求出下列各圖中導線所受安培力的大小和方向圖中導線所受安培力的大小和方向IBIB30IB2.如圖所示，在勻

11、強磁場中用兩根柔軟的細線將金屬棒如圖所示，在勻強磁場中用兩根柔軟的細線將金屬棒ab懸掛在水平懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由位置上，金屬棒中通入由a到到b的穩(wěn)定電流的穩(wěn)定電流I，這時兩根細線被拉緊，現，這時兩根細線被拉緊，現要想使兩根細線對金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方法：要想使兩根細線對金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方法?( )（A）適當增大電流）適當增大電流I （B）將電流反向并適當改變大?。㈦娏鞣聪虿⑦m當改變大小（C）適當增大磁場）適當增大磁場（D）將磁場反向并適當改變大?。⒋艌龇聪虿⑦m當改變大小ACabI 如圖所示，在玻璃皿的中心放一個如圖所示，在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極，沿邊緣內壁放一個圓環(huán)形圓柱形電極，沿邊緣內壁放一個圓環(huán)形電極，將兩電極接在電池的兩極上，然電極，將兩電極接在電池的兩極上，然后在玻璃皿中放入鹽水，把玻璃皿放入后在玻璃皿中放入鹽水，把玻璃皿放入蹄形磁鐵的磁場中，蹄形磁鐵的磁場中，N極在下，極在下，S極在上極在上，鹽水就會旋轉起來，鹽水就會旋轉起來(1) 猜想一下，鹽水轉