1.1.1 磁场对通电导线的作用力ppt课件-2023新人教版(2019)《高中物理》选择性必修第二册.pptx
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1、第一章第一章 安培力与洛伦兹力安培力与洛伦兹力学科网学科网知识回顾知识回顾比值定义式:比值定义式:磁感应强度定义:在磁场中磁感应强度定义:在磁场中垂直于垂直于磁场方向的通电导线,所受磁场磁场方向的通电导线,所受磁场力力F跟电流跟电流I和位于磁场中导线的长度和位于磁场中导线的长度L的乘积的乘积IL的比值叫做的比值叫做磁感应强度磁感应强度。FBIL 方向:方向:和通电导线受力和通电导线受力F垂直的垂直的方向方向电场电荷磁场通电导线1、安培力定义:通电导线通电导线在磁场中受到的在磁场中受到的磁场力磁场力称为安培力。称为安培力。一、安培力和安培力的方向一、安培力和安培力的方向安培在研究磁场与电流的相互
2、作用方面作出了杰出的贡献,为了纪念他,安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献,为了纪念他,人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力,把电流的单位定为安培人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力,把电流的单位定为安培。法国物理学家法国物理学家安培安培通电导线在通电导线在磁场中磁场中安培力方向的探究安培力方向的探究当当电流与磁场方向垂直时电流与磁场方向垂直时:BIFBIF当当电流与磁场方向成一般夹角时电流与磁场方向成一般夹角时:BIFBIFBB2、安培力方向的判断(1)左手定则内容左手定则内容:伸开左手伸开左手,使拇指与其余四个手指使拇指与其余四个手指垂直垂直且都与手掌且都与手掌共共面面;
3、让磁感线让磁感线从掌心进入从掌心进入,并使并使四指指向电流的方向四指指向电流的方向,这时这时拇指所指拇指所指的方向的方向就是就是通电导线在磁场中所受安培力的方向通电导线在磁场中所受安培力的方向。IB时:时:磁感线从掌心磁感线从掌心垂直入垂直入从手背从手背垂直出垂直出I不不B时:时:磁感线从掌心磁感线从掌心斜入斜入从手背从手背斜出斜出(2)安培力方向特点:安培力方向特点:无论无论I是否垂直是否垂直B,都有安培力都有安培力既既垂直磁场方向、垂直磁场方向、又又垂直垂直电流方向电流方向,即安培力垂直于即安培力垂直于磁场方向磁场方向与与导线方向导线方向所在平面所在平面注意:拇指与四指注意:拇指与四指垂直
4、垂直且与手掌且与手掌共面共面;让磁感线让磁感线从掌心进入手背出。从掌心进入手背出。FFFIBIBIBIBF匀强磁场中安培力的方向匀强磁场中安培力的方向1 1(1)(1)即安培力方向决定于磁场方向和电流方向即安培力方向决定于磁场方向和电流方向“一反则反,二反则同一反则反,二反则同”(2)BI(2)BI时,时,安培力方向、磁场方向、电流方向安培力方向、磁场方向、电流方向,相互制约、已知任,相互制约、已知任意两个可判断第三个方向意两个可判断第三个方向匀强磁场中安培力的方向匀强磁场中安培力的方向2 2FFFFFFFF非匀强磁场中的安培力的方向非匀强磁场中的安培力的方向电流在磁场中安培力方向判断思路电流
5、在磁场中安培力方向判断思路(1)确认电流)确认电流I方向方向(2)判断电流所在位置磁场)判断电流所在位置磁场B方向方向(3)判断)判断B、I所在平面所在平面(4)根据左手定则)根据左手定则判断安培力方向判断安培力方向。【注意】【注意】若磁场或电流方向若磁场或电流方向变化时变化时,可用,可用“一反则反,二反则同一反则反,二反则同”判断判断FF安培定则左手定则用途因果关系安培定则与左手定则对比理解安培定则与左手定则对比理解判断电流产生的磁场方向判断电流在磁场中的受力方向电流是因磁场是果电流和磁场都是因安培力是果平行平行通电通电直导线直导线之间的安培力方向特点之间的安培力方向特点推论推论1 1:平行
6、通电直导线平行通电直导线间的安培力方向间的安培力方向:同向同向电流相电流相吸引吸引;反向反向电流相电流相排斥排斥。FFFFa ba bc dc d3、左手定则推论:a a b bb ba ad dc cd dc c思考思考:如图所示,通电直导线:如图所示,通电直导线AB固定,固定,CD可以自由移动,请你判断可以自由移动,请你判断通电后通电后CD的运动情况的运动情况推论推论2:相交直导线相交直导线间的相互作用间的相互作用:有有转到同向的趋势。转到同向的趋势。ABFFDCI1I2【例题【例题】如图所示,固定直导线如图所示,固定直导线c垂直于纸面,可动导线垂直于纸面,可动导线ab通以如图所示通以如图
7、所示方向的电流,用弹簧测力计图中只画了弹簧悬挂在导线方向的电流,用弹簧测力计图中只画了弹簧悬挂在导线c的上方,当导线的上方,当导线c中通以垂直于纸面向外的电流时,以下判断正确的是(中通以垂直于纸面向外的电流时,以下判断正确的是()A.导线导线a端转向纸外,同时测力计读数增大端转向纸外,同时测力计读数增大B.导线导线a端转向纸外,同时测力计读数减小端转向纸外,同时测力计读数减小C.导线导线b端转向纸外,同时测力计读数减小端转向纸外,同时测力计读数减小D.导线导线b端转向纸外,同时测力计读数增大端转向纸外,同时测力计读数增大A当当BI时时F0当当B和和I夹角为夹角为时,时,F的的方向?方向?F的大
8、小的大小?当当BI时时NSINSINSIILFB BILF 安培力大小的探究(1 1)IB时时:(2 2)IB时:时:安培力一般公式的推导BILF 0FB/B(3 3)通电直导线与磁场方向不垂直的情况)通电直导线与磁场方向不垂直的情况:把磁感应强度把磁感应强度B B分解为两个分量:分解为两个分量:有效磁场有效磁场:B=Bsin,无效磁场无效磁场:B/=Bcos,得得F=ILB=ILBsin=BILsinLsinIBLIBL把把导线投影到和磁场方向垂直的方向上导线投影到和磁场方向垂直的方向上:得投影长度即有效长度得投影长度即有效长度:L=Lsin,得得F=ILB=ILsinB=BILsin(1)
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