第一章 第二节 安培力的应用-【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（粤教版）

导巧苏 第二节 安培力的应用 [素养目标] 1.了解电流天平、磁电式电表和直流电动机的原理. 2.经历磁电式电表和直流电动机运动过程的探究，进一步理解安培力. 分类研析 突破要点，提升关键 类型一电流天平 1.设计思路 普通天平是应用杠杆原理把被测物与己知质量的砝码进行力学平衡，利用等效替 代法测量出被测物体的质量.对于较难直接测量的安培力和磁感应强度，人们同 样运用等效替代法，结合安培力的相关知识和现代电子技术，设计出了如图所示 的电流天平 2.工作原理 如图所示是等臂电流天平的原理图.在天平的右端挂一矩形线圈，设线圈匝数为，底边 Cd长L,放在待测匀强磁场中，使线圈平面与磁场垂直，磁场方向垂直于纸面向里。 当线圈中通入图示方向的电流I时，在天平左、右两边加上质量分别为m、血的砝码使天平平衡 设磁场磁感应强度为B,根据左手定则、安培力表达式和平衡条件，有mg=业g一BL,保持线圈中 电流的大小不变，使电流方向反向.通过在天平左盘加上质量为m的砝码使天平再次平衡，则有 (m+m)gg+nBL,综合以上两式，可得该匀强磁场的磁感应强度测量值B 2nlL 3.主要用途 电流天平常用于实验室中测量两平行通电导体之间的相互作用力和磁感应强度 [例1]如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L 共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I(方向如图所示) 时，在天平两边加上质量分别为m、m的砝码时，天平平衡；当电流反向(大小不变)时，右边再加 上质量为m的砝码后，天平又重新平衡。由此可知(重力加速度为g，线圈质量不计)(β) A.磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为—） B.磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为一L mgⅱ C.磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为H__ D.磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为—NL 解析：因为电流反向时，右边再加砝码才能重新平衡，所以电流反向后安培力竖直向 上，由左手定则判断磁场方向垂直于纸面向里.电流反向前，有mgg+NB儿，电流 反向后，有mgmg+mg-NBIL.两式联立可得B=一，故选项B正确 mg atumaanoittnnasneaisatnaggedaneat [对点训练1]一种可测量磁感应强度大小的实验装置，如图所示.磁铁放在水平放置的 电子测力计上，两极之间的磁场可视为水平匀强磁场.其余区域磁场的影响可忽略不计 此时电子测力计的示数为G.将一直铜条AB水平且垂直于磁场方向静置于磁场中.两端 通过导线与电源、开关、滑动变阻器和电流表连成回路.闭合开关，调节滑动变阻器的 滑片.当电流表示数为I时，电子测力计的示数为G2,测得铜条在匀强磁场中的长度为L. 铜条始终未与磁铁接触，对上述实验下列说法正确的是(C) A.铜条所受安培力方向竖直向下 B.铜条所在处磁场的磁感应强度大小为一 G1 G2 IL C.铜条所在处磁场的磁感应强度大小为一 G2 G1 读数 D.铜条所在处磁场的磁感应强度大小为 单位：N 解析：由左手定则可知，铜条所受安培力方向竖直向上，选项A错误；由牛顿第三定 律可知，铜条对磁铁有向下的作用力，使得电子测力计的示数增加，由平衡知识可知 G-G=BIL,解得B=一， 选项C正确，B、D错误. GGI