物理：教科版-選修3-1-3.3-磁場對電流的作用-安培力-(課件)

磁場對電流的作用—安培力安培力定義:磁場對電流的作用力。一、安培力的方向在直導線與磁場方向垂直的情況下：方向:用左手定那么判斷1、與磁場方向有關2、與電流方向有關伸開左手，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，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線在磁場中所受安培力的方向。左手定那么：注意：假設電流方向和磁場方向垂直，那么磁場力的方向、電流方向、磁場方向三者互相垂直；假設電流方向和磁場方向不垂直，那么磁場力的方向仍垂直于電流方向，也同時垂直于磁場方向,也就是說，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導線所在的平面.IBFBB畫出圖中磁場對通電導線的安培力的方向。×××××××××BFFⅠ圖中表示一根放在磁場里的通電直導線,直導線與磁場方向垂直,圖中已分別標明電流,磁感應強度和安培力這三個量中的兩個的方向,試標出第三個的方向。BFBⅠ×××××××××FⅠB不受力?、窭?：水平桌面上放條形磁鐵，磁鐵正中上方吊著導線與磁鐵垂直，導線中通入向紙內的電流，如圖所示，產生的情況是（）A、懸線上的拉力沒有變化B、懸線上的拉力變大C、懸線上的拉力變小D、條形磁鐵對桌面壓力變小B、D3、判斷通電導線、線圈在安培力作用下的運動例2：把輕質導線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面。當線圈內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)形電流方法三、特殊位置分析法例3：如圖所示，把一重力不計的通電直導線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導線可以自由移動，當導線通過圖示方向電流時，導線的運動情況是（從上往下看）（）A、順時針方向轉動，同時下降B、順時針方向轉動，同時上升C、逆時針方向轉動，同時下降D、逆時針方向轉動，同時上升C方法四、推論法同向電流相互吸引反向電流相互排斥二.安培力的大小1.當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NSI3.當電流與磁場方向夾θ角時:F=ILBsinθ(θ為B與L的夾角)B1B2BBFB⊥B∥I對公式的理解★不僅與B、I、L有關，還與放置方式有關★L是有效長度，不一定是導線實際長度例4：如果與磁感線垂直的平面內的通電導線為一等邊直角三角形的兩條直角邊，此時電流受到的安培力怎樣求？大小多少？方向怎樣？如果是一閉合回路受力又是多少?電場力安培力大小方向

F=EqF與E、q有關F=BILsinθF與I、L、B及I與B的夾角θ有關F與E的方向共線與+Q同向與-Q反向F與B垂直，F(xiàn)與I垂直立體的空間關系左手定那么判定補充電場力與安培力的比較例5、通電矩形導線框abcd與無限長通電直導線MN在同一平面內，電流方向如下圖，ab邊與NM平行。關于MN的磁場對線框的作用，以下表達正確的選項是〔〕A、線框有兩條邊所受的安培力方向相同；B、線框有兩條邊所受的安培力大小相同；C、線框所受安培力的合力朝左；D、cd所受安培力對ab邊的力矩不為零；MNabcdI1I2正確答案：B、CMNI1BabcdI2對公式的理解★不僅與B、I、L有關，還與放置方式有關★L是有效長度，不一定是導線實際長度F＝BIL★只適用勻強磁場第三課時：安培力的實例探究1.如圖，一根長L，質量為m的導線用軟導線懸掛在方向水平的磁感應強度為B的勻強磁場中，現(xiàn)要使懸繩張力為0，那么導線中電流應為多少？方向如何?B探究1：如果其他都不變，磁場方向相反，繩子的張力變?yōu)槎啻?探究2：如果其他都不變，磁場方向變?yōu)樨Q直向上，平衡時繩子的張力變?yōu)槎啻?【實例探究】ααB側視圖力電結合畫圖BIFαFNmg水平放置的兩個平行金屬軌道相距0.2m上面有一質量為0.04kg的均勻金屬棒ab，電源電動勢為６V，內阻為0.5Ω，滑動變阻器調到2.5Ω時，要在金屬棒所在位置施加一個垂直與ab的勻強磁場，才能使金屬棒ab對軌道的壓力恰好為零，求勻強磁場的大小和方向．假設保持磁感應強度B的大小不變，方向順時針轉37°，此時ab仍然靜止，那么軌道對ab的支持力和摩擦力為多大？ab力電應用1(1)根據(jù)閉合回路歐姆定律，電路中電流為

根據(jù)導體棒平衡，安培力與重力二力平衡，安培力方向豎直向上，大小F=mg=0.4N根據(jù)安培力性質

根據(jù)左手定那么，磁感應強度方向水平向左。(2)當磁感應強度順時針轉θ=37o時，安培力也順時針旋轉θ，且大小不變，根據(jù)導體棒水平方向受力平衡Fsinθ=f根據(jù)導體棒豎直方向受力平衡Fcosθ+N=mg帶入數(shù)據(jù)解得N=0.08N，f=0.24N如下圖，在傾角為30o的斜面上，放置兩條寬L＝0.5m的光滑平行導軌，將電源、滑動變阻器用導線連接在導軌上，在導軌上橫放一根質量為m＝0.2kg的金屬棒ab，電源電動勢E＝12V，內阻r＝0.3Ω，磁場方向垂直軌道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在軌道上保持靜止，滑動變阻器的使用電阻R應為多大？〔g取10m/s2，其它電阻不計〕BErRa30°bBGFNF力電應用21.如圖，質量分別為mA>mB的兩環(huán)套在光滑絕緣桿上，假設同時通上同向電流IA<IB,它們將如何運動AB練習規(guī)律：同向電流互相吸引；異向電流互相排斥2.兩條直導線相互垂直，如下圖，但相隔一個小距離，其中一條AB是固定的，另一條CD能自由轉動，當直流電流按圖示方向通入兩條導線時，CD導線將……〔〕A、順時針方向轉動，同時靠近導線ABB、順時針方向轉動，同時離開導線ABC、逆時針方向轉動，同時離開導線ABD、逆時針方向轉動，同時靠近導線ABABCDIID結論：兩通電導線有到達電流方向相同，并靠近的趨勢3.如下圖，固定螺線管M右側有一正方形線框abcd，線框內通有恒定電流，其流向為abcd，當閉合開關S后，線框運動情況應為…………〔〕A．ab向外，cd向里轉動且向M靠攏B．ab向里，cd向外轉動且遠離MC．ad向外，bc向里轉動且向M靠攏D．ad向里，bc向外轉動且遠離MA4.如下圖，兩平行光滑導軌相距0.2m，與水平面夾角為450，金屬棒MN的質量為0.1kg，處在豎直向上磁感應強度為1T的勻強磁場中，電源電動勢為6V，內阻為1Ω，為使MN處于靜止狀態(tài)，那么電阻R應為多少？(其他電阻不計)B=1T三.磁電式電表三、磁電式電流表1、磁電式電流表的構造：刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴〔軟鐵制成〕、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯〔軟鐵制成〕。最根本的是磁鐵和線圈。鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉動。2、電流表的工作原理〔1〕、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，當電流通過線圈時線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個力產生的力矩使線圈發(fā)生轉到，線圈轉動使螺旋彈簧被扭動，產生一個阻礙線圈轉動的力矩，其大小隨線圈轉動的角度增大而增大，當這種阻礙力矩和安培力產生的使線圈轉動的力矩相平衡時，線圈停止轉動?！?〕、磁場對電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產生的力矩也越大，線圈和指針偏轉的角度也越大，因而根據(jù)指針的偏轉角度的大小，可以知道被測電流的強弱?！?〕、當線圈中的電流方向發(fā)生變化時，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉方向也發(fā)生變化，所以根據(jù)指針的偏轉方向，可以知道被測電流的方向。3、磁電式電流表的特點1、表盤的刻度