九年級(jí)物理上冊 8.2 磁場對(duì)電流的作用教案 （新版）教科版

1、磁場對(duì)電流的影響基礎(chǔ)知識(shí)歸納1.安培力：磁場對(duì)電流的作用力(1)安培力f=bilsin (是b和I之間的角度)。這個(gè)公式適用于任何磁場，但只有均勻磁場才能直接相乘。L應(yīng)為有效長度，即曲線兩端連線在垂直于磁場方向上的投影長度，對(duì)應(yīng)的電流方向沿L(有效長度)從始端流向終端。任何閉合線圈的有效長度為零，因此通電后閉合線圈上的安培力矢量和為零。當(dāng)=90時(shí)，即b、I和l相互垂直，f=bil當(dāng)=0時(shí)，即b和I平行，f=0；當(dāng)B和I形成一個(gè)角度時(shí)，f=。(2)安培力的方向：用左手定則來判斷(左手定則見教科書)。安培力(f)垂直于磁場(b)和電流(I)。安培力(f)垂直于由b和I確定的平面，但b和I可能不垂直

2、。2.磁電儀器的原理(1)電流表的結(jié)構(gòu)主要包括：蹄磁鐵、圓柱形鐵芯、線圈、螺旋彈簧和指針。蹄形磁鐵和鐵芯之間的磁場呈放射狀均勻分布，如圖所示。無論通電導(dǎo)線位于何處，線圈平面都平行于磁感應(yīng)線。當(dāng)線圈通電時(shí)，線圈在安培力扭矩的作用下旋轉(zhuǎn)，螺旋彈簧變形，產(chǎn)生阻止線圈旋轉(zhuǎn)的扭矩。當(dāng)兩條線平衡時(shí)，線圈停止旋轉(zhuǎn)。電流越大，線圈和指針的偏轉(zhuǎn)角就越大，所以可以根據(jù)線圈的偏轉(zhuǎn)角來判斷通過的電流。當(dāng)線圈的電流方向改變時(shí)，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨之改變，因此可以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向來判斷被測電流的方向。(2)磁電儀的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，能測量很弱的電流；缺點(diǎn)是繞組線很細(xì)，允許電流很小。重點(diǎn)和難點(diǎn)的突破判

3、斷通電導(dǎo)體(或磁鐵)在安培力作用下運(yùn)動(dòng)的常用方法1.電流元件的力分析方法也就是說，整個(gè)電流部分相當(dāng)于許多線性電流元件。首先，用左手定則判斷每個(gè)小電流元件所受安培力的方向，從而判斷整個(gè)電流元件所受合力的方向，最終確定運(yùn)動(dòng)方向。2.特殊位置分析法將電流或磁鐵轉(zhuǎn)到便于分析的特殊位置(如轉(zhuǎn)90)，然后判斷安培力的方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向。3.等效分析法環(huán)形電流可以等同于條形磁鐵，條形磁鐵也可以等同于環(huán)形電流，通電的螺線管可以等同于許多環(huán)形電流。4.推理分析(1)當(dāng)兩個(gè)線性電流彼此平行時(shí)，沒有轉(zhuǎn)向趨勢，但它們在相同方向上相互吸引，在相反方向上相互排斥；(2)當(dāng)兩條直線的電流不平行時(shí)，它們傾向于彼此平行且方

4、向相同地旋轉(zhuǎn)。5.轉(zhuǎn)換研究對(duì)象的方法：由于電流與磁體之間的相互作用滿足牛頓第三定律，定性分析磁體在電流磁場作用下的運(yùn)動(dòng)，可以先分析磁體磁場中電流的安培力，然后根據(jù)牛頓第三定律確定磁體的電流作用力，從而確定磁體的合力和運(yùn)動(dòng)方向。二、安培力和力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用1.處理帶電導(dǎo)體在磁場和重力場中的平衡和加速度問題的方法，除了有一個(gè)安培力之外，與純力學(xué)的方法相同。2.解決這些問題的關(guān)鍵(1)安培力的方向不能跟隨應(yīng)力分析中的感覺，請(qǐng)記住安培力的方向垂直于磁感應(yīng)和電流的方向。(2)畫出導(dǎo)體上應(yīng)力的平面圖。如果我們把這兩件事做好，剩下的問題將是純粹的力學(xué)。帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)歸納1.洛倫茲力磁場中運(yùn)

5、動(dòng)電荷的力叫做洛侖茲力。磁鐵中帶電導(dǎo)線的安培力(2)方向：由左手定則決定，其中四個(gè)手指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向(或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的相反方向)，拇指指向正電荷力的方向。洛倫茲力垂直于由磁感應(yīng)強(qiáng)度和速度決定的平面。2.帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)(不包括粒子的重力)(1)如果vB，帶電粒子以平行于磁感應(yīng)線的勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)如果是vB，帶電粒子在垂直于磁場方向的平面內(nèi)以恒定速度循環(huán)運(yùn)動(dòng)。洛倫茲力為帶電粒子循環(huán)運(yùn)動(dòng)提供向心力。根據(jù)牛頓第二定律，帶電粒子的軌道半徑移動(dòng)，移動(dòng)周期。3.電場力與洛倫茲力的比較電場力洛倫茲力存在條件所有作用在電場上電荷洛倫茲力只作用在速度不平行于磁場的運(yùn)動(dòng)電荷上大小F=QE與電荷運(yùn)動(dòng)的

6、速度無關(guān)F=bqv與電荷速度有關(guān)方向力的方向與電場方向相同或相反，但總是在同一條直線上力的方向總是垂直于磁場的方向速度的變化電荷運(yùn)動(dòng)的速度和方向可以改變只改變電荷速度的方向，而不是速度的大小應(yīng)用工作它可以對(duì)電荷做功，改變電荷的動(dòng)能不能對(duì)電荷做功，不能改變電荷的動(dòng)能偏轉(zhuǎn)軌跡靜電偏轉(zhuǎn)，軌跡是拋物線磁偏轉(zhuǎn)，軌跡是圓弧重點(diǎn)和難點(diǎn)的突破首先，分析帶電體在洛倫茲力作用下的運(yùn)動(dòng)1.確定物體并分析其應(yīng)力。2.根據(jù)物體的力和運(yùn)動(dòng)，確定每個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的適用規(guī)律(適用力學(xué)規(guī)律)。簡而言之，解決這類問題的方法與純粹的力學(xué)問題相同，但還有一個(gè)洛倫茲力，所以我們應(yīng)該注意：(1)洛侖茲力不起作用，應(yīng)用動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律

7、時(shí)應(yīng)特別注意；(2)洛侖茲力可以是恒力或變力。二是帶電粒子勻速圓周運(yùn)動(dòng)的中心、半徑和運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定1.圓心的確定一般有以下四種情況：(1)給定粒子軌跡上兩點(diǎn)的速度方向，使這兩個(gè)速度垂直，交點(diǎn)為圓心。(2)給定入射點(diǎn)、入射方向和粒子軌跡上的弦，使速度方向的垂直線與弦的垂直面重合分界線，交點(diǎn)就是圓心。(3)給定粒子軌跡上的兩個(gè)弦，兩個(gè)弦的垂直平分線被制成，交點(diǎn)是圓的中心。(4)知道粒子在磁場中(不一定在磁場中)的入射點(diǎn)、入射方向和出射方向，在兩個(gè)速度方向上延伸(或反向延伸)直線形成一個(gè)夾角，并作出該夾角的角平分線，其中角平分線上兩條直線之間的距離等于半徑的點(diǎn)為圓心。2.半徑的確定和計(jì)算。找到圓心后，自然會(huì)有一個(gè)半徑。半徑的計(jì)算一般是基于幾何知識(shí)，這是經(jīng)常用來解決三角形和知識(shí)的中心角等于切線角的兩倍。3.為了確定磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，通過使用中心角與弦角之間的關(guān)系或等于360的四邊形內(nèi)角之和來計(jì)算中心角。運(yùn)動(dòng)時(shí)間可以用公式t=t來計(jì)算，有時(shí)弧長與線速度之