1.1 磁场对通电导线的作用力 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

磁场对通电导线 的作用力 第一章 安培力与洛伦兹力 人教版 选择性必修第二册 在必修三第十三章第二节的学习中，我们已经知道了磁场对通电导线有作用力，并从这个现象入手定义了物理量——磁感应强度B。安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力，把电流的单位定为安培。 本节课我们来学习安培力的特点。 安培，法国物理学家、数学家，是经典电磁学的创始人之一。 安培力的方向 安培力的方向 通电导体棒受力方向与磁场方向、电流方向有关。你能把各种情况下三者的方向画出来，进行归纳分析，找到规律吗？ 探究 序号 1 2 3 4 观察 记录 实验 结论 × × 1.电流方向不变时，磁场反向，安培力反向。 2.磁场方向不变时，电流反向，安培力反向。 探究安培力的方向与哪些因素有关 安培力的方向 安培力方向与电流方向、磁场方向都垂直。 研究安培力的问题要涉及三维空间。 结论 F F F F 一、安培力的方向 1、左手定则 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；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时大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。 磁感线 四 指 大拇指 穿过手心 电流方向 安培力方向 I B F F I B F I B I B F 2、安培力方向的判断 B B F F B F B F B α α B B I F α I I B 2、安培力方向的判断 （无安培力） （无安培力） 思考：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用： 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。 请使用刚学过的知识解释本实验结果。 F F F F 在必修三中，我们已经知道了磁场对通电导线有作用力，并从这个现象入手定义了物理量——磁感应强度B 知识回顾：如何描述磁场强弱？ 思考：如何计算安培力的大小？ I （无安培力） 1、公式： 思考: 如果 I 与 B 既不平行也不垂直，应该怎样计算安培力呢？ 二、安培力的大小 I B 把磁感应强度B分解为两个分量： B1=Bsinθ 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时： B 平行于导线的分量B2对通电导线不产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定。 2、计算式： 二、安培力的大小 （θ 为 I 和 B 的夹角） ①θ=90°时，sinθ=1，F =BIL ②θ=0°时，sinθ=0，F = 0 思考2: 若I与B不垂直时，F安与B和I方向关系如何？这时左手定则对磁感应线有何要求？ F一定与B垂直，一定与I垂直。但B与I不一定垂直。 思考1：F、B、I一定两两垂直吗？ 结论：F一定与B和I所确定的平面垂直。 磁感线穿过手心（注意：不是垂直穿过），F与B垂直、与I垂直。 例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b的稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法： ( ) A、适当增大电流I B、将电流反向并适当改变大小 C、适当增大磁场 D、将磁场反向并适当改变大小 AC a b I 例题：两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（　） A.顺时针方向转动，同时靠近ab B.逆时针方向转动，同时离开ab C.顺时针方向转动，同时离开ab D.逆时针方向转动，同时靠近ab a b c d D 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）。 . 三、磁电式电流表 极靴 线圈 线圈和指针是一个整体 ① ，电流越大，安培力越大，指针夹角越大；电流反向，指针反向偏转。 ②辐向均匀分布的磁场，保证线圈转动过程中，受到的安培力大小不变、且始终与线圈平面垂直，使得表盘的刻度均匀分布。 三、磁电式电流表 2、磁电式电流表的特点 A、受到竖直向上的安培力 B、受到竖直向下的安培力 C、受到由南向北的安培力 D、受到由西向东的安培力 A 课堂练习1、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线 ( ） 课堂练习2、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（ ） A A．磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用 B．磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用 C．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的