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

安培是法国物理学家、数学家。 在电磁学领域，安培不仅论述了包括电流方向和磁针偏转方向关系的右手螺旋定则，通电平行直导线间相互作用的规律，通电螺线管的磁性等等，还提出了著名的左手定则，以及分子电流假说。 由于他在电磁学方面做出了重大贡献，他被麦克斯韦称作“电学中的牛顿”。 安德烈·玛丽·安培 （1775年-1836年） 1.磁铁之间的作用规律 2.电流对小磁针的作用规律 复习回顾 3.怎样用安培定则判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向？ 4.描述磁场强弱的物理量是哪个？如何计算？ 在磁场中垂直磁场方向的通电导线，所受安培力F与电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度（B） 复习回顾 垂直于纸面向里的磁场 垂直于纸面向外的磁场 垂直于纸面向里的电流 垂直于纸面向外的电流 竖直向下的磁场 竖直向上的磁场 5.磁场和通电导线的平面图画法 复习回顾 4 知识回顾 如何描述磁场强弱？ 在必修课中，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 B垂直与导线方向 安培力 【学习目标】 1.通过实验认识安培力； 2.能判断安培力的方向，会计算安培力的大小。 1.1 磁场对通电导线的作用力 1.上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。 组装好器材，进行实验，观察导体棒受力方向。 2.改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。 实验探究： 众多实验表明：通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直。 实验探究规律： 一、安培力的方向 左手定则： 伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。 9 【例1】安培力方向的判断 问题：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。 结论: 同向电流 反向电流 【变式1】 11 （1）当电流与磁场方向垂直时， F = ILB （3）当电流与磁场方向夹θ角时， F = 二、安培力的大小 （2）当电流与磁场方向平行时， F = 0 1.在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。 12 B1 B2 F = ILBsinθ 2.当电流与磁场方向夹θ角时 F垂直于电流与磁场组成的平面 二、安培力的大小 3.对公式 F=ILB的理解 （1）仅适用于匀强磁场 F一定与B垂直，F一定与I垂直。但B与I不一定垂直。 （2）F不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关。 （3）L指的是“有效长度”，等于连接两端点直线的长度。相应的电流沿L由始端流向末端。 二、安培力的大小 【例2】（多选）如图，金属棒AB用软线悬挂在磁感应强 度为B，方向如图所示的匀强磁场中，电流由A向B，此时悬线张力为T，欲使悬线张力变小，可采用的方法有（ ） A. 将磁场反向，且适当增大磁感应强度 B. 改变电流方向，且适当增大电流强度 C. 电流方向不变，且适当增大电流强度 D. 磁场方向不变，且适当增大磁感强度 【例3】如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等腰直角三角形的两条直角边，腰长为L,磁感应强度为B，此时导线中的电流为I。通电导线受到的安培力大小为多少？方向怎样？ 【变式2】如图，长为2l的直导线拆成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为（ ） A. 0 B. 0.5BIl C.BIl D.2BIl 三、磁电式电流表 1.结构：电流表是测定电流强弱和方向的仪器，常用的是磁电式电流表，其结构如图所示：在一个蹄形磁铁的两极上装有极靴，中间是一个圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，铝框上绕有线圈，铝框的转动轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针。 磁电式电流表结构示意图 三、磁电式电流表 2.原理： 工作原理：通电线圈在磁场中受安培力作用发生转动。被测电流越大，线圈偏转的角度越大。螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。这两种转动的效果叠加在一起，指针随之发生偏转；最终达到平衡，指针停止偏转。所以根据指针偏转角度的大小，可以确定被测电流的大小。 当线圈中电流方向改变时，安培力的方向随之改变，指针的偏转方向也随着改变。所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。 甲 电流表结构图 乙 电流表原理图 ★通电线圈在磁场中受到安培力会转