1.1磁场对通电导线的作用力-2022-2023学年高二物理同步课件（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 第一章 安培力与洛伦兹力 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 1 1.认识安培力，会判断安培力的方向，理解安培力公式的意义，会计算安培力的大小. 2.了解磁电式电流表的结构，知道磁电式电流表的工作原理，了解安培力在生产生活中的运用。 学习目标及任务 复习回顾 1.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、磁感应强度描述磁场强弱 条件：通电导线与磁场方向垂直 一、安培力 问题： 这个力的方向该如何判断？ 它的大小除了与磁感应强度有关外，还与哪些因素有关？ 安培力：通电导线在磁场中受到的作用力 安培 1775-1836 组装好器材，进行实验 观察磁场方向，电流方向以及导体棒受力方向。 1、上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。 2、改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。 二、安培力的方向 一、安培力的方向 向上 垂直于纸面向外 水平 向左 向下 垂直于纸面向外 水平 向右 F F 现象记录 向下 垂直于纸面向里 水平 向左 F 一、安培力的方向 安培力的方向:既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，即安培力的方向垂直于磁感线和通电导线所在的平面. 你能用简洁的方法表达F、B、I方向的关系？ I B F I B F 利用左手定则判断安培力方向 左手定则： ①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个平面内； ②让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向电流的方向； ③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 一、安培力的方向 立体图 平面图 I F B F F I B F I B 【例题1】判定以下通电导线所受安培力的方向 30° F F I I B B B F I × B F I × B I F 侧视图 θ 陈辉 (陈) - 【例题2】分析同向、反向电流之间的相互作用情况。 实验现象 理论分析 F a b 判定电流b的受力方向： ①电流b处于电流a的磁场中； ②根据安培定则，作出电流a周围的磁场分布示意图； ③根据左手定则，确定电流b的受力方向。 规律：同方向电流相互吸引 反方向电流相互排斥 B I I B 判定以下通电导线所受安培力的方向 当磁感应强度B的方向与通电导线的方向平行时，导线受力为0。 二、安培力的大小 垂直于磁场B放置、长为L的一段导线，当通过的电流为I时，所受的安培力F为： B⟂I F=ILB B∥I F=0 思考：如果通电导线与磁场方向既不平行也不垂直时呢？ I B B// B⊥ θ F=ILB⊥=ILBsinθ 其中平行方向的B//不产生安培力，导线所受的安培力只是垂直方向的B⊥产生，由此又得： θ=0时 平行：F＝0 θ=90时 垂直：F＝BIL 把磁感应强度B分解为两个分量： ①一个分量与导线垂直 B⊥=Bsinθ ②另一分量与导线平行 B//=Bcosθ I B F F依然垂直于BI组成的平面 二、安培力的大小 ★公式F=ILB的理解 F F 从起点到终点的长度 有效长度L： 弯曲导线的有效长度，等于连接两端点直线的长度；相应的电流沿L由始端流向末端L。 F=ILB---L:有效长度 三、磁电式电流表 1、磁电式电流表的构造： 铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。 极靴（软铁制成） 线圈 我们实验中常用的磁电式电流表 2、磁电式电流表的工作原理： 最基本的组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈。 1、磁电式电流表的构造： 三、磁电式电流表 最大的特点就是在蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的（即沿直径方向分布），如图所示。 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 2、磁电式电流表的工作原理： 当电流通过线圈时线圈上跟转轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的效果使线圈发生转动。 三、磁电式电流表 极靴 线圈 线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的效果，其大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍转动效和安培力产生的使线圈转动的效果相平衡时，线圈停止转动。 2、磁电式电流表的工作原理： 三、磁电式电流表 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，安培力产生的转动效果也越大，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。 1、在垂直纸面向里的匀强磁场B中，有一个垂直磁感线的环形线圈，通有顺时针电流I，如图所示，则下列叙述中正确的是( ) A、环形线圈所受的磁力的合力为零