高中物理第三章磁场4通电导线在磁场中受到的力课件新人教版选修3_1.pptx

4　通电导线在磁场中受到的力 知识自学 自我检测 一、安培力的方向 阅读教材第91页“安培力的方向”部分,了解安培力的方向与哪些因素有关,知道左手定则的内容。 1.安培力 通电导线在磁场中受的力称为安培力。 2.影响安培力方向的因素 安培力的方向与磁场方向、电流方向有关。 3.左手定则 用左手定则判断安培力的方向:伸开左手,使拇指与其余四指垂直,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。 知识自学 自我检测 二、安培力的大小 阅读教材第92页“安培力的大小”部分,知道安培力大小与导线放置方向有关,知道导线与磁场垂直时的计算公式。 如图甲、乙所示,导线电流为I,长度为L,磁场的磁感应强度为B,则: 1.如图甲,通电导线与磁场方向垂直,此时安培力F=BIL。 2.如图乙,通电导线与磁场方向平行,此时安培力F=0。 知识自学 自我检测 三、磁电式电流表 阅读教材第93页“磁电式电流表”部分,知道基本组成和原理。 1.写出图中磁电式电流表各部件的名称。 ①永磁铁,②极靴,③软铁,④螺旋弹簧,⑤线圈,⑥指针。 2.原理:安培力与电流的关系。 3.特点 两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱,使极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向,使线圈平面都与磁场方向平行,从而使刻度盘刻度均匀。 知识自学 自我检测 1.正误判断。 (1)安培力的方向一定与电流方向垂直。 (　　) 解析:根据左手定则可判定,安培力的方向一定与电流方向垂直。 答案:√ (2)通电导线只要放在磁场中就会受到安培力。 (　　) 解析:当磁感应强度方向与电流平行时,安培力为零。 答案:× (3)只有通电导线与磁场垂直时,导线才受到安培力的作用。 (　　) 解析:通电导线与磁场平行时不受安培力,有夹角时受安培力,垂直时安培力最大。 答案:× 知识自学 自我检测 (4)两根通电导线在同一匀强磁场中,若导线长度相同,电流大小相等,则所受安培力大小相等,方向相同。 (　　) 解析:安培力的大小、方向与导线在磁场中的放置位置有关。 答案:× (5)通以10 A电流的直导线,长为0.1 m,处在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中,所受安培力可能为0.02 N。(　　) 解析:当导线与磁场垂直放置时,所受安培力最大为F=BIL=0.1 N;当导线与磁场平行放置时,所受安培力最小为0,即0≤F≤0.1 N,所以可能F=0.02 N。 答案:√ 知识自学 自我检测 2.在磁场中的同一位置放置一条短直导线,导线的方向和磁场的方向垂直,若给导线通入不同的电流,导线所受的磁场力也会不同,如图是表示导线所受的力F与通过导线的电流I关系的图象,其中正确的是(　　) 解析:当电流方向与磁场方向垂直时,导线所受的安培力F=BIL,由于磁感应强度B和导线长度L不变,因此F与I的关系图象为过原点的直线,B正确。 答案:B 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 安培力的方向 如图所示的实验装置,通电导线悬挂放置在蹄形磁铁之间,改变磁极方向或电流方向,观察导线摆动的方向。思考并探究下面的问题: (1)上下交换磁极的位置以改变磁场方向,导线受力的方向是否改变? (2)改变导线中电流的方向,导线受力的方向是否改变? (3)仔细分析实验结果,说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系? 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 要点提示:(1)受力的方向改变;(2)受力的方向改变;(3)安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系满足左手定则。如图所示。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 1.安培力的方向特点:不管电流方向与磁场方向是否垂直,安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面,即总有F⊥I和F⊥B,即F垂直于B、I决定的平面。 2.电流I、磁场B和安培力F三个方向的关系:(1)已知I、B的方向,可唯一确定F的方向;(2)已知F、B的方向,且导线的位置确定时,可唯一确定I的方向;(3)已知F、I的方向时,磁感应强度B的方向不能唯一确定。 3.安培力方向的判断:在判断安培力方向时首先确定磁场和电流所确定的平面,从而判断出安培力的方向在哪一条直线上,然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 在具体判断安培力的方向时,首先要建立立体空间模型,可借助手头的铅笔或其他文具摆放一下电流或磁场的方向,直观地建立三者间的方向关系,这对正确地判断安培力的方向很有帮助。另外不要受到电场对电荷作用力的干扰而出现错误判断。 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题探究 名师精讲 典例剖析 【例题1】(多选)如图所示