2024届高考物理一轮复习课件：第一、二节 安培力及其应用

第一、二节 安培力及其应用 第一章 磁场 1.认识安培力 磁场对电流的作用力称为安培力 麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最光辉的成就之一，把安培誉“电学中的牛顿” 2.安培力方向 【实验探究】安培力 F 的方向与电流 I、磁感应强度 B 的方向有什么有关系？ 2.安培力方向 【实验探究】安培力 F 的方向与电流 I、磁感应强度 B 的方向有什么有关系？ 2.安培力方向 【实验探究】安培力 F 的方向与电流 I、磁感应强度 B 的方向有什么有关系？ “仙人指路” “万箭穿心” “一指乾坤” ③四指指向电流 ④拇指指向安培力 ①伸开左手 ②磁感线进入掌心 左手定则 2.安培力方向 【例1—课本P7】 “仙人指路” “万箭穿心” “一指乾坤” ③四指指向电流 ④拇指指向安培力 ①伸开左手 ②磁感线进入掌心 左手定则 3.安培力大小 分解B 分解L 3.安培力大小 【例2】 将长度为L、通有I电流的直导线放入一磁感应强度为B的匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。 0 水平向右 垂直纸面斜向外 垂直导线斜向左上方 2.安培力方向 【例3】在图中画出通电导体棒ab所受的安培力的方向。 立体图需转化为平面图 3.安培力大小 【例4—三维设计P7】如图所示，在倾角为α＝30°的斜面上，固定一宽l＝0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E＝12 V，内阻r＝1 Ω，一质量m＝20 g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B＝0.80 T、垂直于斜面向上的匀强磁场中(导轨与金属棒的电阻不计)。金属导轨是光滑的，g取10 m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求： (1)金属棒所受到的安培力大小； (2)通过导线的电流大小； (3)滑动变阻器R接入电路中的阻值。 3.安培力大小 【迁移发散】（1）保持其他条件不变，并且已知R＝23 Ω，若装置处于竖直向上的匀强磁场中，要使金属棒在斜面导轨上保持静止，则磁场的磁感应强度B的大小为多大？ 3.安培力大小 【迁移发散】(2)保持[典例4]其他条件不变，并且已知R＝23 Ω，若使金属棒在斜面导轨上保持静止且对斜面导轨的压力恰好为0，则所加的磁场的磁感应强度B为多大？方向如何？ 3.安培力大小 【例5】如图所示，水平导轨间距为L=0.5 m，导轨电阻忽略不计；导体棒ab的质量m=1 kg，电阻R0=0.9 Ω，与导轨接触良好；电源电动势E=10 V，内阻r=0.1 Ω，电阻R=4 Ω外加匀强磁场的磁感应强度B=5 T，方向垂直于ab，与导轨平面夹角为α=53°；ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，重力加速度g=10 m/s2，ab处于静止状态。已知sin 53°=0.8， cos 53°=0.6。求: (1)通过ab的电流大小和方向； (2)ab受到的安培力大小； (3)重物重力G的取值范围。 3.安培力大小 【规律探究】如图所示，长度为2L的通电导线abc从中点b折成600，垂直放置于匀强磁场B中，电流I从a端流入b端流出，求： （1）通电导线abc在磁场中受到安培力的大小和方向？ （2）若放置另一长度为L的通电导线，电流I也从a端流入b端流出，该通电导线在磁场中受到安培力的大小和方向？ （3）由（1）和（2）可以总结出什么规律？ 3.安培力大小 安培力的大小： L是有效长度，相应的电流沿L由始端流向末端 B是垂直于L的分量 或 L是垂直于B的分量 3.安培力大小 【例5—2019全国卷高考真题】如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接，已如导体棒MN受到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为 A．2F B．1.5F C．0.5F D．0 B 4.安培力的应用——电流天平 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 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 n，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. （1）图示电流，使天平再次平衡： （2）反向电流，左盘加上质量为m的砝码使天平再次平衡： 解得： 等臂电流天平原理图 4.安培力的应用——电流天平 【例6—课本P29】如图所示是一个测量磁场磁感应强度大小的实验方案.整个装置悬挂在弹簧测力计下，装置下端有单匝线圈，线圈宽度L=0.1 m，线框下边处于一个待测匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直.当线框接通直流电源，电流为2 A时，发现弹簧测力计的示数为0.6 N.保持电流