高中物理 2.3《磁場對通電導(dǎo)線的作用》課件 新人教版選修1-1

2.3《磁場對通電導(dǎo)線

的作用》教學(xué)目標(biāo)知識能力

1、安培力：通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用

２、磁感應(yīng)強度------磁場的強弱

３、安培力的方向：左手定則：伸開左手．使拇指跟其余四指垂直．并且都跟手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心．并使四指指向電流的方向．那么．拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向。

４、電動機原理實驗儀器：三塊相同的蹄形磁鐵、一根直導(dǎo)線、直流電源、支架一、安培力

1、前言：既然通電導(dǎo)線能產(chǎn)生磁場，它本身也相當(dāng)于一個磁體，那么通電導(dǎo)線是否也受到磁場力的作用呢？實驗研究。

2、實驗：把一段直導(dǎo)線放到磁場中，當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時，可以看到原來靜止的導(dǎo)線會發(fā)行運動。裝置示意圖：NSA3、實驗現(xiàn)象：當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時，它所受的安培力最大當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向一致時，導(dǎo)線不受安培力當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向斜交時，它所受的安培力介于最大值和0之間。4、安培力：通電導(dǎo)體在磁場中受到的力稱為安碚力F。5、思考：影響安培力大小的因素有哪些？（垂直時）6、猜想：①導(dǎo)線的長度L②電流的大小I

再做實驗

實驗：三塊相同的磁鐵并排放置，可認(rèn)為磁極間的磁場是均勻的。將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間，有電流通過時導(dǎo)線將擺動一個角度，通過這個角度可以比較導(dǎo)線所受安培力的大小。

分別接通“2、3”和“1、4”

可以改變導(dǎo)線通電部分的長度，電流強弱由外部電路控制。（1）L不變，改變I（2）I不變，改變L實驗發(fā)現(xiàn)：②在同一磁場中，電流一定時，通電導(dǎo)線越長，導(dǎo)線所受安培力越大。

精確的實驗表明，通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力的大小，既與導(dǎo)線的長度L成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，即與I和L的乘積成正比

。用公式表示為：F=BILB是比例系數(shù)①在同一磁場中，通電導(dǎo)線長度一定時，電流越大，導(dǎo)線所受安培力越大；二、磁感應(yīng)強度1、討論比值

的情況

： 對于不同的磁場，比例關(guān)系都成立， 但在不同的磁場中，比例系數(shù)B不一樣。2、定義：比值

叫磁感應(yīng)強度。3、定義式：4、物理意義：反映磁場的強弱5、勻強磁場：磁場的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強度的大小 和方向處處相同，這個區(qū)域的磁場叫勻強磁場。

6、單位：在國際單位制中，磁感應(yīng)強度的單位是特斯拉，簡稱特，國際符號是T

。1T的物理意義：7、B的一般大?。撼Ｒ姷牡卮艌龃鸥袘?yīng)強度約是3×10－5T～7×10－5T，永磁鐵磁極附近的磁感應(yīng)強度約是10－3T～1T。在電機和變壓器的鐵芯中，磁感應(yīng)強度可達(dá)0.8T～1.4T8、方向：把某一點磁場的方向定義為該點的磁感應(yīng)強度的方向。磁場的方向： 小磁針靜止時N極所指的方向 沿磁感線的切線方向

磁感應(yīng)強度全面地反映了磁場的強弱和方向。三、安培力的方向演示：按照右圖所示進行實驗。1、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。2、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。任務(wù)：通過這兩種情況的分析，我們了解了導(dǎo)線受力的方向與磁場方向、電流方向的關(guān)系。演示：按照右圖所示進行實驗。1、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。通電導(dǎo)線在磁場中受到的力稱為安培力一、安培力的方向IBF2、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FIBFIBIBF安培力方向垂直于電流和磁場方向，即垂直于電流和磁場所在的平面?？磳W(xué)案左手定則伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。四指電流磁感線穿手心大拇指受力注意X(F)Y(B)oIFBZ(I)FIBFIBααBBIFαBI30°FFIIIBBB【例1】畫出圖中第三者的方向。例題1：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會通過磁場發(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？請你運用學(xué)過的知識進行討論并做出預(yù)測，然后用實驗檢驗?zāi)愕念A(yù)測。區(qū)別安培定則與左手定則分析IIFF分析：電流方向相同電流方向相反IIFF1234電流方向相同時，將會吸引電流方向相反時，將會排斥二.安培力的大小1.當(dāng)電流與磁場方向垂直時:F=ILB(B⊥L)BIF2、電流與磁場方向平行時，磁場對電流的作用力為零NSI問題:如果既不平行也不垂直呢？BθIIB把磁感應(yīng)強度B分解為兩個分量：一個分量與導(dǎo)線垂直B1=Bsinθ另一分量與導(dǎo)線平行B2=Bcosθ平行于導(dǎo)線的分量B2不對通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由B1決定即F=ILB1F=ILBsinθθB2B1將B1=Bsinθ代入得通電直導(dǎo)線與磁場方向不垂直的情況3.當(dāng)電流與磁場方向夾角為θ時:總結(jié)：安培力的大?。?/p>

（1）在勻強磁場中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受安培力F等于磁感應(yīng)強度B、電流I和導(dǎo)線的長度L三者的乘積。即：

F=ILB（2）平行時：F＝0（3）公式：F=I

LBsinθθ表示磁場方向與電流方向間的夾角?在中學(xué)階段，F(xiàn)=ILBsinθ僅適用于勻強磁場BFB⊥B∥

1、分析受到的安培力時,要善于把立體圖,改畫成易于分析受力的平面圖形

2、注意磁場和電流的方向是否垂直應(yīng)用安培力應(yīng)注意的問題bBa.FF=BIL.BFB.F=BIL×

bBa×BFBBBB×BF1.畫出導(dǎo)線所在處的磁場方向2.確定電流方向3.根據(jù)左手定則確定受安培力的方向4.根據(jù)受力情況判斷運動情況判斷通電導(dǎo)線在安培力作用下的運動方向問題兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd可以自由活動，當(dāng)通以如圖所示電流后，cd導(dǎo)線將（）A.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近abB.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開abC.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開abD.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近abD固定FF

˙××××××˙˙˙˙˙自由同向相吸3、判斷通電導(dǎo)線、線圈在安培力作用下的運動例2：把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面。當(dāng)線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后，判斷線圈如何運動？NS從右向左看電流逆時針流方法一、電流元分析法根據(jù)中心對稱性

線圈所受安培力的合力水平向左故線圈向磁鐵運動NSNS從右向左看電流逆時針流方法二、等效分析法環(huán)形電流等效為小磁針NS通電螺線管等效為多個環(huán)形電流、條形磁鐵NS從右向左看電流逆時針流條形磁鐵或小磁針等效為環(huán)形電流三、安培力的方向——左手定則左手定則：

伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。

FBIF方向，既跟磁感應(yīng)強度B的方向垂直，又跟電流I的方向垂直。四、電動機1、思考：如果放在磁場中不是一段通電導(dǎo)線，而是一個通電的矩形線圈abcd，會發(fā)生什么現(xiàn)象？2、電動機基本構(gòu)造：定子和轉(zhuǎn)子。3、功率有大有小；分直流電動機和交流電動機4、應(yīng)用：看插圖直流電動機示意圖視頻小結(jié)一、安培力1、概念：通電導(dǎo)體在磁場中受到的力稱為安碚力F2、大?。篎=BIL3、方向：F⊥B，F(xiàn)⊥

I，F(xiàn)垂直I、B所在平面。

左手定則確定二、磁感應(yīng)強度1、公式：2、物理意義：反映了磁場的強弱3、單位：特斯拉，簡稱特，國際符號是T

4、方向：與該處磁場方向同5、勻強磁場：B的大小和方向處處相同，這個區(qū)域叫勻強磁場。

一.安培力1.安培力2.IB時，F(xiàn)最大；I//B

時,F最小，等于零。1.F/IL的意義二.磁感應(yīng)強度3.F＝BIL2.定義:二、磁感應(yīng)強度4.單位:5.方向:6.勻強磁場3.公式:在磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線，它的電流強度是2.5A，導(dǎo)線長1cm，它受到的安培力為5×10-2N，則：①這個位置的磁感應(yīng)強度是多大？②如果把通電導(dǎo)線中的電流強度增大到5A時，這一點的磁感應(yīng)強度應(yīng)是多大？③如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力，是否肯定這里沒有磁場。例題：解:①②應(yīng)為2T有兩種可能：(a)該處沒有磁場，(b)該處有磁場，只不過通電導(dǎo)線與磁場方向平行。③不能肯定。由左手定則判斷四個圖中所標(biāo)方向是否正確紅色箭頭表示電流方向圖2.3-9

安培的平行導(dǎo)線實驗。你能判定通電后它們之間作用力的方向嗎？

用一塊蹄形磁鐵慢慢地接近發(fā)光的白熾燈泡。可以看到燈絲顫抖起來。

猜猜看，燈絲里通過怎樣的電流，才能使燈絲顫抖

鞏固練習(xí)1．下列說法中錯誤的是（）A．磁場中某處的磁感應(yīng)強度的大小，就是通以電流

I，長為L的一段很短的導(dǎo)線放在該處時所受安培力

F與I、L的乘積的比值。B．一段很短的通電導(dǎo)線放在某處不受安培力作用，則該處一定沒有磁場。C．一段很短的通電導(dǎo)線放在磁場中A處時受安培力比放在B處大，則A處磁感應(yīng)強度可能比B處磁感應(yīng)強度大。D．因為B=F/（IL），所以某處的磁感應(yīng)強度B跟磁場力F

成正比，跟電流強度I和導(dǎo)線長度L的乘積IL成反比。

ABD鞏固練習(xí)F2．如圖所示，表示一根放在磁場里的通電直導(dǎo)線，直導(dǎo)線與磁場方向垂直。圖中已分別標(biāo)明電流、磁感應(yīng)強度這兩個物理量的方向，請標(biāo)出安培力的方向。（用“·”表示磁感線垂直于紙面向外，“×”表示磁感線垂直于紙面向里；“⊙”

表示電流垂直于紙面向外，“

”

表示電流垂直于紙面向里。）×

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IBB鞏固練習(xí)．

I3．如圖所示，表示一根放在磁場里的通電直導(dǎo)線，直導(dǎo)線與磁場方向垂直。圖中已分別標(biāo)明電流、磁感應(yīng)強度和安培力這三個物理量中兩個的方向，請標(biāo)