高中物理安培力课件.pptx
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- 高中物理 安培力 课件
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1、3.4 3.4 通电导线在磁场中通电导线在磁场中受到的力受到的力第三章第三章 磁场磁场探究:探究:(1)磁场对通电导线有没有力的作用)磁场对通电导线有没有力的作用(2)猜想:)猜想:磁场对通电直导线的作用力同哪些磁场对通电直导线的作用力同哪些因素有关因素有关?(3)什么样的情况下,磁场对通电直)什么样的情况下,磁场对通电直导线的作用力最大导线的作用力最大?反之呢?反之呢?演示:按照右图所示进行实验。演示:按照右图所示进行实验。1 1、改变导线中电流的方向,、改变导线中电流的方向,观察受力方向是否改变。观察受力方向是否改变。一、安培力的方向一、安培力的方向IBF2 2、上下交、上下交换换磁场的位
2、置以改变磁场磁场的位置以改变磁场的方向的方向,观察受力方向是否变化观察受力方向是否变化。FIBFIBIBF3 3、请画出这四种情况的磁场、电流和导线受到的力的、请画出这四种情况的磁场、电流和导线受到的力的正视图正视图探究探究2 2:通电导线在磁场中所受安培力的:通电导线在磁场中所受安培力的方向跟磁场方向,电流方向之间有怎样方向跟磁场方向,电流方向之间有怎样的关系呢?你能用简洁的方法表示这个的关系呢?你能用简洁的方法表示这个关系吗?关系吗?安培力安培力F,与电流,与电流I,还有,还有磁场方向,两两垂直磁场方向,两两垂直探究探究1 1:我们把通电导线在磁场中受到的力:我们把通电导线在磁场中受到的力
3、叫做什么力?叫做什么力?安培力安培力伸开伸开左手左手,使拇指与其余四个手指,使拇指与其余四个手指垂直垂直,并且都,并且都与手掌在与手掌在同一平面内同一平面内;让磁感线从掌心穿入,并;让磁感线从掌心穿入,并使使四指指向电流的方向四指指向电流的方向,这时,这时拇指所指的方向拇指所指的方向就就是通电导线在磁场中所受是通电导线在磁场中所受安培力的方向安培力的方向。四指四指磁感线磁感线 大拇指大拇指oIX(F)Y(B)FBZ(I)电流电流穿手心穿手心 受力受力安培力方向垂直于电流和磁场方向,安培力方向垂直于电流和磁场方向,即垂直于电流和磁场所在的平面。即垂直于电流和磁场所在的平面。FIBFIBBIFB3
4、 0FFIIBB判断下列图中安培力的方向判断下列图中安培力的方向 1、分析受到的安培力时、分析受到的安培力时,要善于要善于把立体图把立体图,改画成易于分析受力的平改画成易于分析受力的平面图形面图形 2、注意磁场和电流的方向、注意磁场和电流的方向是否是否垂直垂直强调:应用安培力应注意的问题强调:应用安培力应注意的问题bBa.F.BBBBF请画出磁场、电流和导线受到的力的正视图请画出磁场、电流和导线受到的力的正视图拓展:如图所示,两条平行的通电直导线之间会通拓展: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。在通以相同方向的电流时,过磁场发生相互作用。在通以相同方向的电流时,为什么相互
5、排斥?请你运用学过的知识进行讨论。为什么相互排斥?请你运用学过的知识进行讨论。区别安培定则区别安培定则与左手定则与左手定则探究:电流方向探究:电流方向相反相反时,将时,将会怎么样?会怎么样?实验中:实验中:(1)当通电直导线垂直匀强磁)当通电直导线垂直匀强磁场时,导线受到的安培力最大。场时,导线受到的安培力最大。(2)当通电直导线平行匀强磁当通电直导线平行匀强磁场时,导线受到的安培力最小场时,导线受到的安培力最小探究:安培力的大小与什么有关?探究:安培力的大小与什么有关?电流大小、磁场中导线长短,磁场强弱电流大小、磁场中导线长短,磁场强弱IF LF 磁场强弱F为了方便探究安培力的大小与电流大小
6、和导线长短的关系,我们采取控制变量法。电流元:一段长为电流元:一段长为L的通电导线的通电导线中,电流与电线长度的乘积中,电流与电线长度的乘积IL磁场磁场1 1F F(N N)35 35 28 28 17.517.57 7 2.45 2.45 ILIL(Am)(Am)10 10 8 8 5 5 2 2 0.7 0.7 磁场磁场2 2F F(N N)60 6048 48 30 30 12 12 4.24.2ILIL(Am)(Am)10 108 8 5 5 2 20.70.7在匀强磁场中,当磁场与通电导线垂直时,下面是通电导线在不同的磁场中受力的情况总结:(一)在不同磁场中总结:(一)在不同磁场中
7、在不同磁场中,在不同磁场中,k不一样不一样kILF 怎么判断磁场的强弱?怎么判断磁场的强弱?磁场磁场1 1F F(N N)35 35 28 28 17.517.57 7 2.45 2.45 ILIL(Am)(Am)10 10 8 8 5 5 2 2 0.7 0.7 磁场磁场2 2F F(N N)60 6048 48 30 30 12 12 4.24.2ILIL(Am)(Am)10 108 8 5 5 2 20.70.7 比较不同的磁场中,相同的电流元所受到的力比较不同的磁场中,相同的电流元所受到的力k2比比k1大,磁场大,磁场2比磁场比磁场1强强总结:(一)在不同磁场中总结:(一)在不同磁场中
8、 在不同磁场中,在不同磁场中,k不一样不一样kILF 怎么判断磁场的强弱?怎么判断磁场的强弱?比较不同的磁场中,相同的电流元所受到的力比较不同的磁场中,相同的电流元所受到的力k2比比k1大,磁场大,磁场2比磁场比磁场1强强k可以表现出磁场的强弱可以表现出磁场的强弱电场的强弱用的是电场强度电场的强弱用的是电场强度 E,磁场的强弱呢?磁场的强弱呢?磁场感应强度:磁场感应强度:BILFB 总结:(二)安培力的大小总结:(二)安培力的大小 (1)在匀强磁场中,在通电直导线与磁场方向在匀强磁场中,在通电直导线与磁场方向垂垂直直的情况下,导线所受安培力的情况下,导线所受安培力F等于磁感应强度等于磁感应强度
9、B、电、电流流I和导线的长度和导线的长度L三者的乘积。三者的乘积。即即:F=ILBBFBB(2 2)平行时:)平行时:F F0 0 垂直时:垂直时:F=BILF=BIL(3)公式:)公式:F=I L B sin磁场方向磁场方向与与电流方向电流方向间的夹角间的夹角时时磁场感应强度的进一步了解磁场感应强度的进一步了解 两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通相同两根非常靠近且相互垂直的长直导线分别通相同强度的电流,方向如图所示,那么两电流在垂直强度的电流,方向如图所示,那么两电流在垂直导线平面所产生的磁场方向向内且最强的区域是导线平面所产生的磁场方向向内且最强的区域是A.区域区域1 B.区域区域2
10、C.区域区域3 D.区域区域4巩固练习巩固练习1、磁场的理解导与练导与练P117P1171,2,31,2,32、安培力的计算例,一根长为0.2m的通以2A电流的导线,放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,受到磁场力的大小可能是()A.0.4N B.0.2N C.0.1N D.0BCD如图348所示在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线,电流为I,磁感应强度为B,求各导线所受的安培力1、安培力的平衡问题、安培力的平衡问题1.如图所示,在水平匀强磁场中,用两根相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线MN,导线中通以从M到N的电流I,此时绳子都受到拉力作用;为使拉力减小为零,下列方法中可行的是()A 把电流
11、强度增大到某一值 B 把电流强度减小到某一值C 使电流I反向 D 使磁场B反向A巩固练习:巩固练习:解析根据电流方向和所给定磁场方向的关系,可以确定通电导线所受安培力分别如图所示在磁感应强度为在磁感应强度为B的匀强磁场中,的匀强磁场中,当磁场方向与某一面积当磁场方向与某一面积S垂直垂直时,时,则穿过该面积的磁通量则穿过该面积的磁通量单位:单位:韦伯,简称韦,符号韦伯,简称韦,符号Wb如果面积为如果面积为S S的平面与磁场方向的平面与磁场方向不垂直不垂直时,则穿过该面积的磁通量还会不会是时,则穿过该面积的磁通量还会不会是BSBS呢?呢?BS2mT1Wb1为平面与为平面与垂直磁场垂直磁场方向方向的
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