通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力(課時(shí))

1、第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)第四節(jié)第四節(jié)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力第第 1 1 課時(shí)課時(shí)第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力一、安培力的方向一、安培力的方向演示：按照右圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。演示：按照右圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1 1、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。受力方向是否改變。2 2、上下交互磁場(chǎng)的位置以改變磁、上下交互磁場(chǎng)的位置以改變磁場(chǎng)的方向，觀察受力方向是否變化。場(chǎng)的方向，觀察受力方向是否變化。第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)安培力方向垂直于電流和磁場(chǎng)方向，即安培力方向垂直于電流和磁場(chǎng)方向，即垂

2、直于電流和磁場(chǎng)所在的平面。垂直于電流和磁場(chǎng)所在的平面。第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)IBFFIBFIBIBF即使應(yīng)用即使應(yīng)用第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)FIBFIBBI判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向ZDLX 針對(duì)練習(xí)針對(duì)練習(xí)第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)3 0FFIIIBBBZDLX 針對(duì)練習(xí)針對(duì)練習(xí)判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)BBIFZDLX 針對(duì)練習(xí)針對(duì)練習(xí)判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng) 問題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之問題：如圖所示，兩條平行的通電

3、直導(dǎo)線之間會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條間會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條導(dǎo)線相互吸引，什么情況下相互排斥？請(qǐng)你運(yùn)用導(dǎo)線相互吸引，什么情況下相互排斥？請(qǐng)你運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行討論并做出預(yù)測(cè)。學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行討論并做出預(yù)測(cè)。電流方向相同時(shí)，將會(huì)吸引電流方向相同時(shí)，將會(huì)吸引; ;電流方向相反時(shí)，將會(huì)排斥。電流方向相反時(shí)，將會(huì)排斥。?IIFF分析：分析：電流方向相同電流方向相同電流方向相反電流方向相反IIFF第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)二、安培力的大小：二、安培力的大?。?把磁感應(yīng)強(qiáng)度把磁感應(yīng)強(qiáng)度B B分解為兩個(gè)分量：分解為兩個(gè)分量：一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直 B B1 1=Bs

4、in=Bsin另一分量與導(dǎo)線平行另一分量與導(dǎo)線平行 B B2 2=Bcos=Bcos平行于導(dǎo)線的分量平行于導(dǎo)線的分量B B2 2不對(duì)通電導(dǎo)線不對(duì)通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由僅由B B1 1決定。決定。即即F=ILBF=ILB1 1，將，將B B1 1=Bsin=Bsin代入得：代入得： F=ILBsin F=ILBsin0o0F 90OFIBLIBB2B1第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)二、安培力的大小：二、安培力的大小： 1. 1. 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受安培力情況下，導(dǎo)線所受安

5、培力F F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B B、電流、電流I I和和導(dǎo)線的長(zhǎng)度導(dǎo)線的長(zhǎng)度L L三者的乘積。三者的乘積。 即：即： F=ILBF=ILB2. 2. 平行時(shí)：平行時(shí)：F F0 03. 3. 公式：公式：F=I L B sinF=I L B sin表示磁場(chǎng)方向與電流方向間的夾角表示磁場(chǎng)方向與電流方向間的夾角 在中學(xué)階段，在中學(xué)階段，F(xiàn)=I L B sinF=I L B sin僅適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)例題：例題：長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為20cm20cm的通電直導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁的通電直導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流的強(qiáng)度為場(chǎng)中，電流的強(qiáng)度為1A1A，受到磁場(chǎng)作用力的，受到磁場(chǎng)作

6、用力的大小為大小為2N2N，則磁感應(yīng)強(qiáng)度，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B B： （ ）A、B10T B、B10TC、B10T D、不能確定、不能確定BZDLX 針對(duì)練習(xí)針對(duì)練習(xí)第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)0 00.02N0.02N水平向右水平向右0.02N0.02N垂直導(dǎo)線，垂直導(dǎo)線，斜向左上方斜向左上方將長(zhǎng)度為將長(zhǎng)度為20cm20cm、通有、通有0.1A0.1A電流的直導(dǎo)線放入一電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，已知磁感勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為應(yīng)強(qiáng)度為1T1T。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向小和方向IBIB30I

7、BGGLX 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)磁場(chǎng)中某處的磁感線如圖所示磁場(chǎng)中某處的磁感線如圖所示 ( )( )A.aA.a、b b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等,B,Ba aBBb bB.aB.a、b b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等,B,Ba aBBb bC.C.同一通電導(dǎo)線放在同一通電導(dǎo)線放在a a處受力一定比放在處受力一定比放在b b處大處大D.D.同一通電導(dǎo)線放在同一通電導(dǎo)線放在a a處受力一定比放在處受力一定比放在b b處小處小abGGLX 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)BacbI 如圖所示，直角三角形如圖所示，直角三角形

8、abcabc組成的導(dǎo)線框內(nèi)通有電流組成的導(dǎo)線框內(nèi)通有電流I I1A1A，并處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B B2T2T中，中，AC=40cmAC=40cm， ，求三角形框架各邊所受的安培力。，求三角形框架各邊所受的安培力。oa30NFbc0NFFacab69. 0GGLX 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng) 自由自由固定固定FF 解析：解析：兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢(shì)行且電流方向相同的趨勢(shì)例題例題第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng) 由于磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流成正比，因而由于磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力

9、跟電流成正比，因而安培力的安培力的力矩力矩也跟電流成正比，而也跟電流成正比，而螺旋形彈簧的扭矩螺旋形彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過的角與指針轉(zhuǎn)過的角度成正比，所以磁電式電表的度成正比，所以磁電式電表的表盤刻度是均勻表盤刻度是均勻的。的。第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng) 如圖所示，在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極，沿邊如圖所示，在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極，沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極，將兩電極接在電池的兩極上，緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極，將兩電極接在電池的兩極上，然后在玻璃皿中放入鹽水，把玻璃皿放入蹄形磁鐵的磁場(chǎng)然后在玻璃皿中放入鹽水，把玻璃皿放入蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中，中，N N極在下，極在下，S S極在上，鹽水就會(huì)旋轉(zhuǎn)

10、起來極在上，鹽水就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(1) 猜想一下，鹽水轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，猜想一下，鹽水轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，并實(shí)際做一做實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證并實(shí)際做一做實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證(2) 探究鹽水旋轉(zhuǎn)的原因探究鹽水旋轉(zhuǎn)的原因XSND 小試牛刀小試牛刀第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)答案：答案：(1)(1)通過左手定則判定，鹽水從上向下看逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)通過左手定則判定，鹽水從上向下看逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(2)(2)鹽水中形成了由圓形電極指向柱形電極的如圖所示的電流，鹽水中形成了由圓形電極指向柱形電極的如圖所示的電流，由于磁場(chǎng)方向向上，故鹽水逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)由于磁場(chǎng)方向向上，故鹽水逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于O

11、 O點(diǎn)，在磁點(diǎn)，在磁鐵的正下方有一水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線鐵的正下方有一水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情中通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況將是況將是( )( )GGLX 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)A A靜止不動(dòng)靜止不動(dòng)B B向紙外平動(dòng)向紙外平動(dòng)C CN N極向紙外，極向紙外，S S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)D DN N極向紙內(nèi)，極向紙內(nèi)，S S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng) 在下圖中，標(biāo)出了磁場(chǎng)的方向、通電直導(dǎo)線在下圖中，標(biāo)出了磁場(chǎng)的方向、通電直導(dǎo)線中電流中電流I I的方向，以及通電直導(dǎo)線所受安培力的方向，以及通電直導(dǎo)線所受安培力F F的的方向

12、，其中正確的是方向，其中正確的是 ( () ) GGLX 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)C第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng) 如圖所示，向一根松弛的導(dǎo)體線圈中通如圖所示，向一根松弛的導(dǎo)體線圈中通以電流以電流, ,線圈將會(huì)線圈將會(huì) ( )( )A.A.縱向收縮縱向收縮, ,徑向膨脹徑向膨脹B.B.縱向伸長(zhǎng)縱向伸長(zhǎng), ,徑向膨脹徑向膨脹C.C.縱向伸長(zhǎng)縱向伸長(zhǎng), ,徑向收縮徑向收縮D.D.縱向收縮縱向收縮, ,徑向收縮徑向收縮縱向縱向GGLX 鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)YPGF 勇攀高峰勇攀高峰第三章第三章 磁磁 場(chǎng)場(chǎng)解析：解析：(1)(1)在線圈中通入沿逆時(shí)針方向流動(dòng)的電流在線圈中通入沿逆時(shí)針方向流動(dòng)的電流I I，在天平左右兩，在天平左右兩盤各加質(zhì)量分別為盤各加質(zhì)量分別為m m1 1，m m2 2的砝碼，天平平衡，由此就可得的砝碼，天平平衡，由此就可得