5.1 安培力 课件 2022-2023学年高二下学期物理沪科版（2020）选择性必修第二册

5.1安培力 1.什么是安培力？ 通电导体在磁场中受到的力。 那安培力三要素是怎样的呢？ 1.猜想，安培力的方向可能和哪些因素有关？ 电流方向，磁感应强度方向 左手定则( left-hand rule)： 伸开左手，使大拇指与四指垂直，且都与手掌在同一个平面内. 让磁感线垂直穿入手心，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向. 电流表中磁场分布有何特点？ ①电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布：所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心 ②在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B 的大小是相等的. 该磁场并非匀强磁场 思考：该磁场是否匀强磁场？ F F ③无论线圈转到什么位置，线圈平面总与磁场方向平行，所受安培力方向始终与线圈平面垂直. 当线圈通入电流时，线圈的两对边受到大小相等、方向相反的一对安培力作用，线圈绕中心轴转动。 导致螺旋弹簧被扭转，产生一个阻碍线圈转动的阻力。当安培力与螺旋弹簀阻力作用效果相当时,线圈停在某一位置，电表指针指示表盘相应刻线，进而得到相应电流的大小； 工作原理： 电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向转动。所以，根据指针的偏转方向，就可以判断出通过电表的电流方向。 思考2：如何进一步提高灵敏度？ 提高磁电式电表的灵敏度，就要使在相同电流下线圈所受的安培力增大。可增加线圈的匝数n、增大永磁铁的磁感应强度B 、增加线圈的面积S 思考1：能够通过指针的偏转方向判断通过电流的方向？ 磁电式电表灵敏度高，可以测量很弱的电流，但是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很小；所以往往要与电阻并联扩大量程。 为什么磁电式电表的表盘刻度是均匀的？ 课后思考拓展： 电磁发射是一种全新的发射技术，通过电磁发射远程投送无动力的炮弹，可以实现比较高的出口速度，且它的能量是可调控的，可用于消防、军事等方面。它的主要原理如右图所示，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。在发射过程中，该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为磁感应强度为B的匀强磁场，已知两导轨内侧间距为L，炮弹的质量为m，电源供给的电流大小恒定为I，若炮弹滑行距离s后获得的发射速度为v。不计空气阻力、导轨电阻，思考：如何增大炮弹的发射速度？ 安培力的应用——电磁炮   课堂小结 安培力 安培力的方向 安培力的大小 依据 左手定则 安培力的应用 电磁炮 通电导线在磁场中受到的力 粤教版选择性必修第二册P7 习题1 【例1】如图所示，通电导线与匀强磁场互相垂直，图中已分别标明电流、磁感应强度安培力这三个量中两个量的方向，试标出第三个量的方向。 F F I B 习题讲解 粤教版选择性必修第二册P7 习题3   习题讲解   【例3】如图所示，材质相同、粗细均匀的正方形导体框ABCD，垂直放置于匀强磁场中，将CD两点接到电源两端，CD段受到的安培力大小为F，则此时导体框受到的安培力的合力大小为(　　) 习题讲解 B $