1.1 磁场对通电导线的作用力-2023-2024学年高二物理同步精品课堂（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 问题：为什么“心”会转动？其中会有怎么样的规律呢？ Teaching Analysis 教学分析 现在我们的生活中到处都有家用电器的身影，如：洗衣机、电风扇、电动车等。这些电器中都有电动机，通电后就会转动工作，你知道它们的工作原理吗？ Teaching Analysis 教学分析 一、安培力的方向 1.上下交换磁极的位置以及改变磁场的方向，观察受力方向是否改变？ 2.改变导线中电流方向，观察受力方向是否改变 猜想：通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关。 Teaching Analysis 教学分析 视频:磁场对通电直导线的作用 Teaching Analysis 教学分析 I B F F I B F I B I B F 实验结果分析 Teaching Analysis 教学分析 安培力的特点 B I F 示意图 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 B I F 示意图 探究：如何判断通电导线在磁场中所受安培力的方向？ Teaching Analysis 教学分析 7 一 安培力的方向 伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向，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． 2.安培力的方向 1.安培力：通电导线在磁场中受到的力 1）左手定则 Teaching Analysis 教学分析 Ⅰ N S B F 利用左手定则判断安培力方向 ①伸出左手，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面 ②使磁感线垂直穿过手掌，四指指向电流方向 ③大拇指所指的方向就是直线电流所受安培力的方向 Teaching Analysis 教学分析 视频：磁场对通电导线的作用力方向的判断-左手定则 Teaching Analysis 教学分析 F B I B I F α α B B I F α 30° F F I I B B 画出安培力的方向 I B F Teaching Analysis 教学分析 反向电流相互排斥 同向电流相互吸引 Teaching Analysis 教学分析 Teaching Analysis 教学分析 B A F F 当两个电流互成角度时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。 扩展 Teaching Analysis 教学分析 二、安培力的大小 F=ILB 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： ②当磁感应强度B的方向与导线方向平行时： F＝0 ①当磁感应强度B的方向与导线方向垂直时： F=ILB 思考：如果通电导线与磁场方向既不平行也不垂直时呢？ Teaching Analysis 教学分析 I B 把磁感应强度B分解为两个分量： 一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ 即F=ILB1 F=ILBsinθ θ B2 B1 将B1=Bsinθ代入得 通电直导线与磁场方向不垂直的情况 二、安培力的大小 B F B⊥ B∥ I Teaching Analysis 教学分析 16 （θ 为B、I 的夹角） 当θ=0〫，即B∥I，F=0 当θ=90〫，即B⊥I，F=BIl 当0〫<θ<90〫，F=BIlsinθ 综上 Teaching Analysis 教学分析 b a 公式说明 1）适用于匀强磁场 2）式中的L 是导线垂直于磁场方向的有效长度。 导线有效长度为2r F安=2BIr I Teaching Analysis 教学分析 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）。 铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。 . 三、磁电式电流表 Teaching Analysis 教学分析 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。 Teaching Analysis 教学分析 电流表的工作原理 如图所示，当电流通过线圈时，线圈上跟轴线平行的两边在安培力作用下，使线圈绕轴线转动，从而使螺旋弹簧被扭动。当安培力产生的力矩和弹簧的扭转力矩相平衡时，线圈才停止转动。 θ Teaching Analysis 教学分析 视频：磁电式电表的结构和工作原理 Teaching Analysis 教学分析 优缺点 1）优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流 2）缺点：线圈导线很细，允许通过的电流很弱，测大电流应进行改装 Teaching Analysis 教学分析 课堂小结 一. 安培力的方向：左手定则 二.