1.1磁场对通电导线的作用力-2021-2022学年高二物理备课优选课件（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 复习： 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？ 磁感应强度 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： 课堂演示： 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 5 演示：两条平行的通电导线之间通过磁场发生相互作用 电流 电流 磁场 原因分析： F F F F 结论：同向电流相互吸引；反向电流相互排斥。 神奇的旋转液体 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： 问题:如果既不平行也不垂直呢？ 二、安培力的大小 F=ILB 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： B θ I F＝0 9 I B B1=Bsinθ B2=Bcosθ 即F=ILB1 F=BILsinθ θ B2 B1 将B1=Bsinθ代入得 推导： 10 3.公式： F=ILBsinθ （1）θ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 二、安培力的大小 B θ I （3）安培力除了跟B、I、L有关外，还跟如何放置有关。0≤F≤BIL 问题：由B=F/IL知，是否将通电导线放入磁场中的某点，F越大，B也越大？反之呢？ 11 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）。 . 12 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：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成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。 13 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（　　） C 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线均发生形变，此时通过导线M和N的电流大小分别为I1和I2，已知I1>I2，方向均向上。若用F1和F2分别表示导线M与N受到的磁场力的大小，则下列说法中正确的是（　　） A．F1=F2，两根导线相互排斥 B．F1=F2，两根导线相互吸引 C．F1>F2，两根导线相互排斥 D．F1>F2，两根导线相互吸引 B 3．如图所示，垂直纸面放置的三条通电长直导线P、Q、R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R受到的磁场力方向是（　　） A．垂直R，指向y轴负方向 B．垂直R，指向y轴正方向 C．垂直R，指向x轴正方向 D．垂直R，指向x轴负方向 A 4．一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大小为T，现突然在其正下方的导线中通以向左的电流，U形磁铁可绕轻绳自由旋转，从上往下看，下列说法正确的是（　　） A．磁铁顺时针旋转，且T会变小 B．磁铁逆时针旋转，且T会变小 C．磁铁顺时针旋转，且T会变大 D．磁铁逆时针旋转，且T会变大 C 5．如图所示， 两根平行直导轨MN、PQ固定在同一水平面内，间距为L。导轨的左端接有电源E和开关S，导体棒ab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θ角，且与导体棒ab垂直。闭合开关S，导体棒ab仍保持静止。已知通过导体棒的电流为I，则闭合开关S后，下列说法正确的是（　　） A．导体棒所受的安培力等于ILBsinθ，方向水平向左 B．导体棒所受的安培力等于ILBcosθ，方向水平向右 C．导体棒所受的摩擦力等于ILBsinθ，方向水平向左 D．导体棒所受的摩擦力等于ILBcosθ，方向水平向右 C 6．如图所示，质量为m、长为l的直导线置于倾角为θ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I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（　　） A．竖直向上， B．竖直向上， C．垂直斜面向下， D．垂直斜面向下， B 7．如图甲、乙所示，在两个倾角均为α的光滑斜面上，有磁感应强度均为B、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I1和I2，两导体棒均处于平衡状