通電導線在磁場中受力袁1018

1、第第3 3章章 第第4 4節(jié)節(jié)通電導線在磁場中受到的力通電導線在磁場中受到的力 電磁炮是利用電磁發(fā)射技術制成的一種先進動能殺傷武器。與傳統大炮將火藥燃氣壓力作用于彈丸不同，電磁炮是利用電磁系統中電磁場對炮彈導電底座的作用力，自然條件下炮彈速度可達近萬m/s，射程320km，殺傷能量32兆焦（1兆焦相當于1噸重汽車160km/h的動能）。炮彈的動力來源：磁場對電流的作用力炮彈的動力來源：磁場對電流的作用力電磁炮的發(fā)射視頻猜想安培力方向可能與哪些因素有關？電流方向電流方向磁場方向磁場方向介紹實驗器材、實驗原理分組探究介紹實驗器材、實驗原理分組探究思考：思考：1.1.怎樣改變電流方向？怎樣改變電流方

2、向？2.2.怎樣改變磁場方向？怎樣改變磁場方向？3.3.導體棒的導體棒的受力受力方向如何體現？方向如何體現？4.4.該實驗有幾種組合情況？該實驗有幾種組合情況？正負極互換位置改變磁體的位置銅棒啟動的方向四種 組合一 組合二 組合三 組合四IBIBIBIB友情提醒：我們這個實驗是在短路的環(huán)境下進行的，通電時間不 宜過長，觀察到銅棒啟動后，立即斷開電源。實驗前，弄清楚磁場方向、電流方向，實驗時，在學 案上記錄相應的安培力的方向。 實驗一 實驗二 實驗三 實驗四IBIBIBIB請大家按照下面四幅圖設計實驗，根據實驗結果，在學案請大家按照下面四幅圖設計實驗，根據實驗結果，在學案中作出安培力中作出安培力

3、F F的方向。的方向。FFFF安培力方向與電流方向、磁場方向存在怎樣的關系安培力方向與電流方向、磁場方向存在怎樣的關系呢？呢？請大家伸出左手對于這樣一種方向關系，有沒有通用請大家伸出左手對于這樣一種方向關系，有沒有通用的辦法，把它們形象、簡單地表示出來。的辦法，把它們形象、簡單地表示出來。FBFB、FIFI請大家按照下面四幅圖設計實驗，根據實驗結果，在學案請大家按照下面四幅圖設計實驗，根據實驗結果，在學案中作出安培力中作出安培力F F的方向。的方向。（或者說（或者說FBFB、I I構成的平面）構成的平面）左手定則：伸開左手伸開左手, ,使拇指與其使拇指與其余四個手指垂直余四個手指垂直, ,并且

4、都與手掌在并且都與手掌在同一平面內同一平面內; ;讓磁感應線從掌心進讓磁感應線從掌心進入入, ,并使四指指向電流的方向，這并使四指指向電流的方向，這時大拇指所指的方向就是通電導時大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。線在磁場中所受安培力的方向。四指四指大拇指大拇指磁感線磁感線再次提醒：一定要使用左手！再次提醒：一定要使用左手！電流方向電流方向穿過掌心穿過掌心安培力方向安培力方向例例1 1. .圖中分別標明了電流、磁感應強度和安培力圖中分別標明了電流、磁感應強度和安培力這三個量中兩個量的方向，試標出第三個量的方這三個量中兩個量的方向，試標出第三個量的方向。向。FB B 對于安培力

5、、電流和磁場三者方向兩兩垂直的情況，運用左手定則可以知二判一！同向電流相互同向電流相互 ，反向電流相互反向電流相互 。導線導線1導線導線2吸引吸引排斥排斥通電平行直導線間作用力的通電平行直導線間作用力的特點特點請用剛剛學習的知識解釋其中的原因？請用剛剛學習的知識解釋其中的原因？FF（1 1）通電導線與磁場方向）通電導線與磁場方向時，時，F=ILB（2 2）通電導線與磁場方向）通電導線與磁場方向時，時，F=0（3 3）當通電導線與磁場方向既不垂直也不）當通電導線與磁場方向既不垂直也不平行，安培力的大小又將如何呢？平行，安培力的大小又將如何呢？介紹實驗器材、實驗原理分組探究介紹實驗器材、實驗原理分

6、組探究實驗步驟：不通電時，銅棒調水平平衡，讀出讀數，根據二力平衡，得出銅棒重力G；GFF安通電后，分別使磁場與銅棒成900、600、300、00，銅棒調水平平衡，讀出讀數，根據三力平衡，求出 。完成實驗并且將實驗結果填寫在學案中。友情提醒：連接電路：黑接黑，紅接紅；黑導線接儀器盒上線圈上的接線柱，儀器盒上紅接線柱不接實；通電時間不要過長，讀完讀數立即斷開電源；調水平平衡提的是彈簧外殼；讀數只需讀刻度即可，讀的是彈簧與紅線交接點上限。探探 究究 結結 果果sinmax安Fmax安Fmax0.866F安max5 . 0安F等效替代等效替代sinILBF 理論探究：理論探究：的夾角與為IB在中學階段

7、，僅適用于勻強磁場B B/不起作用，安培力僅由不起作用，安培力僅由B B決定，決定， F=IL F=ILB B ，將，將B B =Bsin=Bsin代入得代入得B=BsinB/=BcosB BIIB BB/B例2.（多選）一根長為0.2m的通以2A電流的導線，放在磁感應強度為0.5T的勻強磁場中，受到磁場力的大小可能是（ ） A. 0.4N B. 0.2N C. 0.1N D. 0BCDBCD例3.（多選）根據磁場對電流會產生作用力的原理，人們研制出一種新型的發(fā)射炮彈的裝置電磁炮，它的基本原理如圖所示。把待發(fā)射的炮彈(導體)放置在強磁場中的兩平行導軌上，給導軌通以大電流，使炮彈作為一個截流導體

8、在磁場作用下沿導軌加速運動，并以某一速度發(fā)射出去，則 ( ) A要使炮彈沿導軌向右發(fā)射，必須通以自M向N的電流 B要想提高炮彈的發(fā)射速度，可適當增大電流 C要想提高炮彈的發(fā)射速度，可適當增大磁感應強度 D使電流和磁感應強度的方向同時反向，炮彈的發(fā)射方向也隨之反向。ABC安培力的應用安培力的應用 -磁電式電流表磁電式電流表閱讀教材，回答以下問題：磁電式電流表的基本組成部分是什么？ 磁電式電流表的原理是什么？磁電式電流表的優(yōu)缺點是什么？ 磁電式電流表的基本組成部分是什么？ 磁電式電流表的原理是什么？ 當電流通過線圈時線圈左右兩邊都要受到方向相反安培力，使線圈發(fā)生轉動，線圈轉動使螺旋彈簧被扭動，反抗線圈轉動。 電流越大，安培力就越大，螺旋彈簧的形變也就越大。所以從線圈偏轉的角度就能判斷通過電流的大小。 蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉到什么角度，它的平面都跟磁感應線平行，表盤的刻度就是均勻的了。磁電式電流表的優(yōu)缺點是什么？ 磁電式儀表的是靈敏度高，可以測出很弱的電流；缺點是線圈的導線很細，允許通過的