第1章 第1节 安培力及其应用-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步全程学习课件PPT（鲁科版）

第1章　安培力与洛伦兹力 第1节　安培力及其应用 学习目标 成长记录 1.知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直,会用左手定则判断安培力的方向。 知识点一&要点一 2.理解匀强磁场中安培力的表达式,会计算匀强磁场中安培力的大小。 知识点一&要点二 3.知道磁电式电表和电动机的原理。 知识点二&要点三 基础探究 形成概念,掌握新知 知识点一　安培力 1.定义:磁场对 的作用力。 通电导线 2.安培力的方向 (1)左手定则: 伸开左手,拇指与其余四指垂直,且都与手掌处于同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,四指指向 的方向,此时 所指的方向即为安培力的方向。如图所示。 电流 拇指 (2)安培力方向与磁场方向、电流方向的关系:F⊥B,F⊥I,即F垂直于B和I所决定的平面。 3.安培力的大小 (1)垂直于磁感应强度为B的匀强磁场放置长为l的一段导线,当通过的电流为I时,所受安培力为F= 。 (2)当磁感应强度B的方向与导线方向平行时,安培力为 。 (3)当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时,安培力F= 。  知识点二　安培力的应用 和 是利用磁场对通电线圈的安培力作用原理制成的。 IlB 0 IlBsin θ 电动机 磁电式电表 1.思考判断 (1)安培力的方向与磁感应强度的方向垂直。(　 　) (2)若通电导线在某处不受安培力,则该处磁感应强度一定为零。(　 　) (3)若通电导线在某处受到的安培力不为零,则此处的磁感应强度一定不为零。 (　 　) (4)若磁场一定,导线的长度和电流也一定的情况下,导线平行于磁场时,安培力最大,垂直于磁场时,安培力最小。(　 　) (5)若匀强磁场中磁感应强度为B=1 T,导线中的电流I=1 A,导线长度l=1 m,则安培力F=1 N。(　 　) (6)对于磁电式电表,指针稳定后,线圈受到螺旋弹簧的阻力与线圈受到的安培力方向是相反的。(　 　) √ × √ × × √ 2.思维探究 (1)在磁场越强的地方通电导体受到的安培力一定越大吗? 答案:不一定。通电导体所受安培力的大小与B、I、l及θ有关,当θ=0°(B∥I)时,无论B如何总有F=0。 (2)当通电导线中的电流方向与磁场方向既不垂直也不平行时,我们应该如何计算安培力? 答案:可把电流正交分解,一个与磁感线方向垂直(I⊥),一个与磁感线方向平行(I∥),然后用F=I⊥lB计算;或者把磁感应强度正交分解,一个与电流方向垂直(B⊥),一个与电流方向平行(B∥),然后用F=IlB⊥计算。 (3)磁电式电表游丝(螺旋弹簧)的作用是什么? 答案:当电流通过线圈时,线圈受到安培力的作用,由左手定则知,线圈左右两边所受的安培力的方向相反,于是安装在轴上的线圈就要转动,通过转轴收紧游丝(螺旋弹簧)使其变形,游丝(螺旋弹簧)反抗线圈的转动。 合作探究 突破要点,提升关键 要点一　安培力的方向 直导线悬挂起来,放入蹄形磁铁形成的磁场中,请同学们完成以下探究。 (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。 答案:改变磁场的方向,受力方向发生改变。 (2)改变导线中电流的方向,观察受力方向是否改变。 答案:改变导线中电流的方向,受力方向发生改变。 (3)通过以上实验现象,你能得出什么结论? 答案:安培力的方向与磁感应强度的方向和电流的方向有关。 1.安培力的方向 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。 (1)已知I、B的方向,用左手定则可唯一确定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,B的方向不能唯一确定。 2.安培定则(右手螺旋定则)与左手定则的区别 项目 安培定则(右手螺旋定则) 左手定则 用途 判断电流的磁场方向 判断电流在磁场中的受力方向 适用 对象 直线电流 环形电流或 通电螺线管 电流在磁场中 应用 方法 拇指指向电 流的方向 四指弯曲的方 向表示电流的 环绕方向 磁感线穿过手心,四指指向电流的方向 结果 四指弯曲的方 向表示磁感线 的方向 拇指指向轴 线上磁感线 的方向 拇指指向电流受到的安培力的方向 3.两平行通电直导线的相互作用规律:同向电流互相吸引,反向电流互相排斥。 [例1] 画出图中通电直导线A受到的安培力的方向。 解析:(1)中电流与磁场垂直,由左手定则可判断出A所受安培力方向如图甲所示。 答案:图见解析 [例1] 画出图中通电直导线A受到的安培力的方向。 解析:(2)中条形磁铁在A处的磁场方向水平向左,由左