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 陈博文 人教版 选修二 第一章 第一节 新课导入 下图是磁电式电流表的结构示意图，为什么电流表通电后其指针会发生偏转？ 新课导入 磁场强弱如何描述？ 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。 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（Ampèreforce），把电流的单位定为安培。 安培力是矢量，既有大小又有方向，其方向和大小有什么规律？ 安培力的方向 PART 01 研究安培力的方向与哪些因素有关 01 请你结合以前所学知识，你觉得安培力方向与那些因素有关？如何设计实验方案研究？ 猜想：磁感应强度方向、电流方向... ... 实验方案： 1.实验方法：控制变量法 2.实验步骤：按照图所示，组装好器材，进行实验，观察导体棒受力方向。 （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。 （2） 改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。 安培力的方向： 实验探究 控制变量法 保持电流一定，改变磁感应强度的方向 保持磁感应强度一定，改变电流的方向 观察导线受力方向 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 研究安培力的方向与哪些因素有关 01 实验结论： 众多事实表明，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。 左手定则 02 你能根据实验结果总结一下判断安培力方向的方法吗？ 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；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向电流的方向，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。 磁场、电流、安培力三者方向描述有什么困难？ 立体图转平面图 03 研究安培力的问题要涉及三维空间，为了描述方便，我们可以将立体图转平面图，物理学规定“×进·出” 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 o I F B F B I F B I F I B I B F B I F 当电流与磁场方向不垂直时，如何判断安培力方向？ 2、安培力的方向：判定方法 左手定则 磁感线 四 指 大拇指 穿过手心 电流方向 安培力方向 注意：安培力与B、I都垂直，但B和I可以不相互垂直。 电流与磁场方向不垂直的安培力方向 04 当电流与磁场方向夹角为θ时: B F B⊥ B∥ B I F一定与B垂直，一定与I垂直；即安培力垂直于电流和磁场所在的平面.但B与I 不一定垂直. 现在你能解释必修三中通电导线间相互作用力的实验现象了吗？ 通电导线间的相互作用 05 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。 用学过的知识加以分析 F F F 同向电流 F 反向电流 安培定则 左手定则 应用 判断电流的磁场方向 判断电流在磁场中的受力方向 内容 具体 情况 直流电流 环形电流或通电螺旋管 电流在磁场中 条件 拇指指向电流的方向 四指指向电流的环绕方向 磁感线穿手心，四指指向电流方向 结果 四肢弯曲是方向表示磁感线方向 拇指指向轴线上磁感线的方向 拇指指向电流受到的安培力反向 安培定则与左手定则的比较 例2.画出图中通电直导线A受到的安培力的方向。 17 【解析】(1)中电流与磁场垂直，由左手定则可判断出A所受安培力方向如图甲所示。 (2)中条形磁铁在A处的磁场分布如图乙所示，由左手定则可判断A受到的安培力的方向如图乙所示。 (3)中由安培定则可判断出A处合磁场方向如图丙所示，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图丙所示。 (4)中由安培定则可判断出A处磁场如图丁所示，由左手定则可判断出A受到的安培力方向如图丁所示。 立体图转平面图，物理学规定“叉进点出”，具体如下： ×垂直直面向里的磁场 ·垂直直面向外的磁场 注：无论B、I是否垂直，安培力总是垂直B、I所决定的平面，且满足左手定则。 先将下图转化为平面图，再画出安培力 例2：判断下列各图中标红的电流所受F安的方向 【典型案例梳理】 1．直线电流与直线电流间的作用： （1）平行同向直线电流间作用是 相互吸引，如图甲所示。 （2）平行反向直线电流间作用是 相互排斥，如图乙所示。 （3）相互交叉直线电流间作用是 转动成为同向电流同时相互吸引， 如图所示。 2．环形电流与环形电流间的作用 （1）平行同向环形电流间作用是 相互吸引，如图所示。 （2）平行反向环形电流间作用是 相互排斥，如图所示。 （3）相互交叉环形电流间作用是 转动成为同向电流同时相互吸引， 如图所示。 3．直线电流与环形电流间的作用 （1）