1.1磁场对通电导线的作用力ppt课件-（2019） 新人教版高中物理高二下学期选择性必修二 (3).pptx

1、1.1 磁场对通电导线的作用力垂直于纸面向里的磁场垂直于纸面向里的磁场垂直于纸面向外的磁场垂直于纸面向外的磁场垂直于纸面向里的电流垂直于纸面向里的电流垂直于纸面向外的电流垂直于纸面向外的电流竖直向下的磁场竖直向下的磁场竖直向上的磁场竖直向上的磁场磁场和通电导线的平面图画法磁场和通电导线的平面图画法知识回顾知识回顾磁通量磁通量(Wb)(Wb)=BS=BS学科网学科网知识回顾知识回顾1、怎样用安培定则判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向？2、描述磁场强弱的物理量是哪个？如何计算？注意什么条件？磁感应强度ILFB 知识回顾知识回顾电场电场电荷电荷磁场磁场通电导线通电导线安培力：安培力：通电导

2、线在磁场中受到的力称为安培力。通电导线在磁场中受到的力称为安培力。一、安培力的方向一、安培力的方向2、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。3、观察导线受力方向、磁场方向、电流方向, 它们之间有什么关系？1、上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否改变。课堂探究：IBFFIBFIBIBF只交换磁极位置只交换磁极位置只改变电流方向只改变电流方向同时改变电流和磁场方向同时改变电流和磁场方向实验结果：实验结果：安培力方向与电流方向、磁场方向有关。安培力方向与电流方向、磁场方向有关。左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指

3、向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向结论：安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面练习：练习：当当电流与磁场方向夹角为电流与磁场方向夹角为时时:BFBBIBI注意注意：F一定与一定与B垂直，一定与垂直，一定与I垂直；即安培力垂直于电流和磁场所在的垂直；即安培力垂直于电流和磁场所在的平面平面.但但B与与I 不一定垂直不一定垂直.问题问题: :如如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向

4、电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论: :FFF同向电流同向电流F反向电流反向电流研究平行通电直导线之间的相互作用研究平行通电直导线之间的相互作用思考思考：如图所示，通电直导线：如图所示，通电直导线ABAB固定，固定，CDCD可以自由移动，请你判断通可以自由移动，请你判断通电后电后CDCD的运动情况的运动情况两相交直导线间的相互作用两相交直导线间的相互作用：有有转到同向的趋势。转到同向的趋势。ABDCFF例例2.2.画出图中通电直导线画出图中通电直导线A A受到的安培力的方向。受到的安培力的方向。例例4.4.如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的如图所示，把一重力不计的通

5、电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I I时，导线的运时，导线的运动情况是（从上往下看）（）动情况是（从上往下看）（）A A顺时针方向转动，同时下降顺时针方向转动，同时下降B B顺时针方向转动，同时上升顺时针方向转动，同时上升C C逆时针方向转动，同时下降逆时针方向转动，同时下降D D逆时针方向转动，同时上升逆时针方向转动，同时上升C C解析解析：现将导线：现将导线ABAB从从N N、S S极的中间极的中间O O分成两段，分成两段，AOAO、OBOB段所处的磁段所处的磁场方向如图所示，由左手定则可得场方向

6、如图所示，由左手定则可得AOAO段受安培力方向垂直于纸面向段受安培力方向垂直于纸面向外，外，OBOB段受安培力的方向垂直纸面向里，课件从上向下看，导线段受安培力的方向垂直纸面向里，课件从上向下看，导线ABAB将绕将绕O O点逆时针转动。再根据导线转过点逆时针转动。再根据导线转过90900 0时，如图所示，导线时，如图所示，导线ABAB此此时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动。故应选时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动。故应选C C。例例8 8. .表面光滑的环形导线固定在水平面上，在环形导线上放置一直导表面光滑的环形导线固定在水平面上，在环形导线上放置一直导线线ABAB。直导线直导线ABA

7、B与环形导线相互绝缘、且又紧靠环的直径，如图所示。与环形导线相互绝缘、且又紧靠环的直径，如图所示。则当两者通以图示方向的电流时，直导线则当两者通以图示方向的电流时，直导线ABAB的运动情况是（的运动情况是（ ）A. A. 向向M M方向平动方向平动B. B. 向向N N方向平动方向平动C. C. 仍静止不动仍静止不动D. D. 在环形导线上转动在环形导线上转动1. 在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，即：2.在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向平行的情况下，即：二、安培力的大小BLIFBIL安ILFB BIF安安01. 在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，即：问题:

8、如果既不平行也不垂直呢？二、安培力的大小F=ILB2.在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向平行的情况下，即：BIF0B2B13.公式： F = IlBsin（1）表示磁场方向与电流方向的夹角（2）此公式仅适用于匀强磁场 在非匀强磁场中，在非匀强磁场中， 仅适用于直线电流元仅适用于直线电流元（3）安培力除了跟B、I、L有关外，还跟如何放置有关。0 F BIL1. 1. B B 垂直于垂直于 I I ，匀强磁场，直导线匀强磁场，直导线。2. 2. 不不垂直变垂直垂直变垂直( (分解分解 B B，或投影，或投影 L L ) )。3.3. 对于弯曲导线，对于弯曲导线，F=BILF=BIL中的中的 L

9、L 为为“有有效长度效长度”：可视为起点到终点的一条可视为起点到终点的一条通电直导线。通电直导线。不一定是导线实际长度不一定是导线实际长度。对公式对公式 F = BIL 的理解的理解L LL LL LL L4.4.任一任一闭合通电导线闭合通电导线的有效长度为的有效长度为 0 0， 即所即所受安培力为受安培力为 0 0。判一判判一判(1)(1)通电导线所受安培力的方向与磁场的方向相同。通电导线所受安培力的方向与磁场的方向相同。( () )(2)(2)通电导线所受安培力的方向与磁场的方向垂直。通电导线所受安培力的方向与磁场的方向垂直。( () )(3)(3)通电导线所受安培力的方向与直线电流的方向

10、垂直。通电导线所受安培力的方向与直线电流的方向垂直。( )( )(4)(4)不通电的导线在磁场中一定不受安培力。不通电的导线在磁场中一定不受安培力。( () )(5)(5)通电的导线在磁场中一定受安培力。通电的导线在磁场中一定受安培力。( () )(6)(6)对处于匀强磁场中的某段导线而言，所通电流越大，所受安培力越对处于匀强磁场中的某段导线而言，所通电流越大，所受安培力越大。大。( () )(7)(7)只要知道安培力的方向和磁场方向（或电流方向）无法判断电流方只要知道安培力的方向和磁场方向（或电流方向）无法判断电流方向（或磁场方向）。（向（或磁场方向）。（ ） 00.02 N水平向右水平向右

11、0.02 N垂直导线斜向左上方垂直导线斜向左上方IBIB30IB例例1. 将长度为将长度为 20 cm、通有、通有 0.1 A 电流的直导线放入一匀强磁场电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为 1 T。试求。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。例例2. 如图所示，将通电导线圆环平行于纸面缓慢地坚直向下放如图所示，将通电导线圆环平行于纸面缓慢地坚直向下放入水平方向垂直纸面各里的匀强磁场中入水平方向垂直纸面各里的匀强磁场中,则在通电圆环完全进入则在通电圆环完全进入磁场的过

12、程中，所受的安培力大小变化是磁场的过程中，所受的安培力大小变化是 ( ) A. 逐渐变大逐渐变大 B. 先变大后变小先变大后变小 C. 逐渐变小逐渐变小 D. 先变小后变大先变小后变大BIB神奇的旋转液体三、磁电式电流表1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。.2.电流表中磁场分布特点：电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.3.该磁场是非匀强磁场说明：说明：由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度

13、成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。1 1一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态：当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向没有磁场时，导线呈直线状态：当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是（）外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是（）C2 2如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导

14、如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线线均发生形变，此时通过导线M M和和N N的电流大小分别为的电流大小分别为I I1 1和和I I2 2，已知，已知I I1 1II2 2，方向均向上。，方向均向上。若用若用F F1 1和和F F2 2分别表示导线分别表示导线M M与与N N受到的磁场力的大小，则下列说法中正确的是（）受到的磁场力的大小，则下列说法中正确的是（）A AF F1 1=F=F2 2，两根导线相互排斥，两根导线相互排斥B BF F1 1=F=F2 2，两根导线相互吸引，两根导线相互吸引C CF F1 1FF2 2，两根导线

15、相互排斥，两根导线相互排斥D DF F1 1FF2 2，两根导线相互吸引，两根导线相互吸引B3 3如图所示，垂直纸面放置的三条通电长直导线如图所示，垂直纸面放置的三条通电长直导线P P、Q Q、R R相互平行，且彼此之间距离相互平行，且彼此之间距离相等，三条导线通入大小相等，方向相同的电流，则导线相等，三条导线通入大小相等，方向相同的电流，则导线R R受到的磁场力方向是（）受到的磁场力方向是（）A A垂直垂直R R，指向，指向y y轴负方向轴负方向B B垂直垂直R R，指向，指向y y轴正方向轴正方向C C垂直垂直R R，指向，指向x x轴正方向轴正方向D D垂直垂直R R，指向，指向x x轴

16、负方向轴负方向A4 4一一U U形磁铁用轻质柔软细绳悬挂在天花板上，静止在如图所示的位置时绳中的张力形磁铁用轻质柔软细绳悬挂在天花板上，静止在如图所示的位置时绳中的张力大小为大小为T T，现突然在其正下方的导线中通以向左的电流，现突然在其正下方的导线中通以向左的电流，U U形磁铁可绕轻绳自由旋转，形磁铁可绕轻绳自由旋转，从上往下看，下列说法正确的是（）从上往下看，下列说法正确的是（）A A磁铁顺时针旋转，且磁铁顺时针旋转，且T T会变小会变小B B磁铁逆时针旋转，且磁铁逆时针旋转，且T T会变小会变小C C磁铁顺时针旋转，且磁铁顺时针旋转，且T T会变大会变大D D磁铁逆时针旋转，且磁铁逆时针

17、旋转，且T T会变大会变大C5 5如图所示，如图所示， 两根平行直导轨两根平行直导轨MNMN、PQPQ固定在同一水平面内，间距为固定在同一水平面内，间距为L L。导轨的左端接。导轨的左端接有电源有电源E E和开关和开关S S，导体棒，导体棒abab垂直于导轨放置。空间存在斜向右上方的匀强磁场，其方垂直于导轨放置。空间存在斜向右上方的匀强磁场，其方向与轨道平面成向与轨道平面成角，且与导体棒角，且与导体棒abab垂直。闭合开关垂直。闭合开关S S，导体棒，导体棒abab仍保持静止。已知通仍保持静止。已知通过导体棒的电流为过导体棒的电流为I I，则闭合开关，则闭合开关S S后，下列说法正确的是（）后

18、，下列说法正确的是（）A A导体棒所受的安培力等于导体棒所受的安培力等于ILBsin，方向水平向左，方向水平向左B B导体棒所受的安培力等于导体棒所受的安培力等于ILBcos，方向水平向右，方向水平向右C C导体棒所受的摩擦力等于导体棒所受的摩擦力等于ILBsin，方向水平向左，方向水平向左D D导体棒所受的摩擦力等于导体棒所受的摩擦力等于ILBcos，方向水平向右，方向水平向右C6 6如图所示，质量为如图所示，质量为m m、长为、长为l l的直导线置于倾角为的直导线置于倾角为的光滑斜面上，并处于匀强磁场的光滑斜面上，并处于匀强磁场中。当导线中通以垂直于纸面向外、大小为中。当导线中通以垂直于纸

19、面向外、大小为I I的电流时，导线保持静止，则匀强磁场的的电流时，导线保持静止，则匀强磁场的磁感应强度方向和大小可能为（）磁感应强度方向和大小可能为（）A A竖直向上，竖直向上，B B竖直向上，竖直向上，C C垂直斜面向下，垂直斜面向下，D D垂直斜面向下，垂直斜面向下，BsinmgBIlsinmgBIltanmgBIltanmgBIl7 7如图甲、乙所示，在两个倾角均为如图甲、乙所示，在两个倾角均为的光滑斜面上，有磁感应强度均为的光滑斜面上，有磁感应强度均为B B、方向分别、方向分别为垂直于斜面向上和竖直向上的磁场，两段相同的通电直导体棒分别通有电流为垂直于斜面向上和竖直向上的磁场，两段相同

20、的通电直导体棒分别通有电流I I1 1和和I I2 2，两导体棒均处于平衡状态。则两种情况下的电流之比两导体棒均处于平衡状态。则两种情况下的电流之比I I1 1：I I2 2为（）为（）A AB BC CD DCsin:11:sincos:11:cos8 8弯成直角的一段导线被两根等长绝缘细绳悬挂在天花板上，处于磁感应强度为弯成直角的一段导线被两根等长绝缘细绳悬挂在天花板上，处于磁感应强度为B B的的匀强磁场中，匀强磁场中，abab和和bcbc的长度均为的长度均为L L，磁感应强度与，磁感应强度与abc所在平面垂直，当导线中电流所在平面垂直，当导线中电流方向为方向为a abc情况下，静止时每一

21、根绳上的拉力为情况下，静止时每一根绳上的拉力为F F；不改变电流大小，仅改变电流；不改变电流大小，仅改变电流方向，静止时每一根绳上的拉力变为方向，静止时每一根绳上的拉力变为3F3F，不考虑两端连接导线所受安培力，则导线中，不考虑两端连接导线所受安培力，则导线中通过的电流强度的值为（）通过的电流强度的值为（）A AB BC CD DCFBL2FBL2FBL22FBL9 9如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁体和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如如图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁体和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为图乙所示，边长为L L的的N N匝正方形线圈中通以电匝正方形线圈中通以电I I流，线圈中的某一条流，线圈中的某一条a a导线电流方向垂导线电流方向垂直纸面向外，直纸面向外，b b导线电流方向垂直纸面向里，导线电流方向垂直纸面向里，a a、b b两条导线所在处的磁感应强度大小均两条导线所在处的磁感应强度大小均为为B B，则（），则（）A A该磁场是匀强磁场该磁场是匀强磁场B B该线圈的磁通量为该线圈的磁通量为C Ca a导线受到的安培力方向向下导线受到的安培力方向向下BLBL2 2D Db b导线受到的安培力大小为导线受到的安培力大小为NBILNBILD