§1.1 磁场对通电导线的作用力-2021-2022学年高二物理同步备课精选课件（人教版2019选择性必修第二册)

§1.1 磁场对通电导线的作用力 将一块蹄形磁铁慢慢地接近发光的白炽灯泡，可以看到灯丝会颤动起来．灯丝受到了磁场施加的力，这种力是安培力吗？ 人们把通电导线在磁场中受到的力称为安培力. 3 按照图示进行实验。 ①改变导线中电流的方向，观察导线受力方向是否改变。 ②上下交互磁场的位置改变磁场的方向，观察导线受力方向是否改变。 一、安培力的方向 I B F F I B I B F F I B F、B、I 方向关系 B I F 示意图 ①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 I B F B B ②B 与 I 不一定垂直. 1）伸开左手，大拇指跟四指垂直 ，且在同一平面内； 2）让磁感线穿过手心； 左手定则： 3）使四指指向电流方向 ，则拇指指向安培力的方向。 F I B F I B B I 30° F F I I I B B B 例1.判断安培力的方向 F=0 F=0 典例精析 例2.画出图中通电导线棒所受安培力的方向。 F F F 平面图－－三视图（正视图） 典例精析 B I 判定以下通电导线所受安培力的方向 I B 小试牛刀 F=0 F=0 10 I B F F I B 小试牛刀 判定以下通电导线所受安培力的方向 11 F I B 30° F I B 判定以下通电导线所受安培力的方向 小试牛刀 判定以下通电导线所受安培力的方向 α α B B I α F 小试牛刀 I F F B B 小试牛刀 判定以下通电导线所受安培力的方向 问题：在匀强磁场B中，通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线上的电流为I，导线所受安培力F应怎样求？ 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垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。 即： F=ILB 平行呢？ （2）平行时：F＝0 如果既不平行也不垂直呢？ 15 二、安培力的大小： 把磁感应强度B分解为两个分量： 一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ 平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定。 即F=ILB1，将B1=Bsinθ代入得： F=ILBsinθ I B B2 B1 θ 16 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垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。 即：F=ILB （2）平行时：F＝0 （3）公式： F=I L B sinθ θ表示磁场方向与电流方向间的夹角 ☻ 在中学阶段， F=I L B sinθ 仅适用于匀强磁场 17 （4）对安培力大小计算公式的深刻理解 ①公式F＝ILB中L指的是“有效长度”． 当B与I垂直时，F 最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0. ②弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接的长度(如图所示)；相应的电流沿L由始端向末端． B A C B I 例题：如图所示，直角三角形ABC组成的导线框内通有电流I＝1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中，AC＝40cm， ，求三角形框架各边所受的安培力。 19 3）当I与B有夹角 时， F = BIL sin （将B分解成B⊥和B∥，其F=B⊥IL=BILsinθ） B I  B I B I 推广: 1）当I  B， F = BIL 2）当I // B，F = 0 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）。 ①最基本的是磁铁和线圈。 ②铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。 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）。 21 2、电流表的工作原理 ①蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，当电流通过线圈时线圈上跟线圈轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转动，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。 22 ②磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。 ③当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的