1.1安培力 课件 -2023-2024学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册

第一节 安培力 粤教版(2019)高中物理选择性必修第二册 @HY @HY 课题：安培力 新课引入 在必修第三册中我们知道，磁场能够对通电导线产生作用力。为了纪念安培在该方面作出的杰出贡献，人们把磁场对通电导线的作用力称为安培力(Ampère force)。 （1）这个力的方向该如何判断？ （2）它的大小除了与磁感应强度有关外，还与哪些因素有关？ 【猜想】根据磁感应强度的表达式B=F/IL，猜想安培力F的方向可能与磁感应强度B的方向和电流I的方向有关。 安培力方向 安培力大小 @HY @HY 课题：安培力 安培力方向 用如图所示的装置进行实验，合上开关，当导体棒中有电流流过时，你会看到什么现象？ 现象：导体棒由静止开始滚动，表明它受到了安培力。 这个力的方向该如何判断？ 新课引入 安培力大小 @HY @HY 安培力是一个矢量，既有大小又有方向。 利用如图所示装置进行实验，探究影响安培力方向的因素。 【思考问题】（1）根据磁感应强 度的定义式 ，猜想安培力 的方向可能与哪些因素有关？ 安培力的方向与哪些因素有关呢？ 可能与磁感应强度B的方向和电流I的方向有关。 课题：安培力 安培力方向 新课引入 安培力大小 @HY @HY 利用如图所示装置进行实验，探究影响安培力方向的因素。 （2）本实验用什么研究方法？ （3）如何用一个截面图来表示电 流的方向？ 控制变量法 表示电流方向垂直纸面向里： 表示电流方向垂直纸面向外： ⊙ 课题：安培力 安培力方向 新课引入 安培力大小 @HY @HY （4）电流方向与磁场方向垂直时，安培力的方向与电流方向及磁场方向有怎样的关系？它们之间存在怎样的规律？ 用如下表格记录实验结果： 课题：安培力 安培力方向 新课引入 安培力大小 @HY @HY I I I I F F F F 左手定则：伸开左手，使大拇指与四指垂直，且都与手掌在同一个平面内。让磁感线垂直穿过手心，并使四指指向电流的方向，这时大拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 万箭穿心 仙人指路 一指乾坤 安培力方向 @HY 【题1】(单)在下列四幅图中，能正确标明通电直导线所受安培力F方向的是 B 安培力方向 左手定则 @HY     F1     F2 F2   F1 b导线 a导线 a导线 b导线 a导线 b导线 安培力方向 @HY @HY     F1     F2 F2   F1 b导线 a导线 a导线 b导线 a导线 b导线 安培力方向 @HY @HY F I B F I α α B B I F α B 30° F F I I B B 【题2】判断下列图中安培力的方向 安培力方向 @HY b B a . F . B B B B × F 请画出磁场、电流和导线受到的力的正视图 安培力方向 @HY 课题：安培力 安培力方向 新课引入 1. B的方向与IL方向平行时，F=＿＿； 2. B的方向与IL方向垂直时，F=＿＿； 3. B的方向与IL方向夹角为θ时，F=＿＿＿＿。 0 BIL BILsin θ 安培力大小 @HY @HY 对安培力大小计算公式的深刻理解 ①公式F＝BIL中L指的是“有效长度” 当B与I垂直时，F 最大，F＝BIL； 当B与I平行时，F＝0。 ②弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接的长度(如图所示)；相应的电流沿L由始端向末端。 课题：安培力 安培力方向 新课引入 安培力大小 F F F F @HY 例题 在如图所示的实验中，两根固定的金属导轨间距离为 L，处于蹄形磁铁两极中间的磁场可近似看成是匀强磁场，磁感应强度为B且垂直导轨平面，金属棒长度为l(L<l)，测得电路中电流大小为I。金属棒由干受到安培力作用而沿轨道向前滚动，忽略金属棒与导轨之间的摩擦。 (1)求此时金属棒受到的安培力. (2)为了使金属棒在离开导轨时具有更大的速度， 同学们提出了以下不同的建议: 同学甲：适当增加两导轨间的距离。 同学乙：换一根横截面积相同但更长的金属棒。 同学丙：适当增大金属棒中的电流。谁的建议可行?为什么? @HY 解：(1)由于金属棒与磁场方向垂直，金属棒受到安培力大小为 F=BIL 根据左手定则，可知金属棒受到的安培力方向为水平向右 (2)由于金属棒受到的摩擦力忽略不计，设从开始滚动到离开导轨水平运动的距离为 s，根据动能定理，有 同学甲的建议可行，适当增大导轨间距L，则安培力 F增大，最终离开导轨的速度v增大； 同学乙的建议不可行，金属棒长度l增长，但有效长度L不变，安培力F不变，而金属棒质