1.1 安培力及其应用 课件-2023-2024学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

第1节 安培力及其应用 第一章 安培力与洛伦兹力 高中物理选择性必修第二册 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，把电流的单位定为安培。 左手定则 01 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。 角度2　左手定则的应用 下列图中，已知磁场B的方向和通电直导线中电流I的方向，则画出的通电直导线所受安培力的方向正确的是(　　) C 优化大本P3 A 1．(安培力的方向)在下列所示的各图中，表示磁感应强度B、电流I及电流受力F三者方向关系正确的是(　　) 优化大本P5 2.(安培力的方向)如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳吊起水平通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直于纸面向里，闭合开关S，A受到的通电螺线管产生的磁场的作用力的方向是(　　) A．竖直向上 B．竖直向下 C．水平向右 D．水平向左 A 优化大本P5 安培力方向的特点 ①F一定与B垂直，一定与I垂直。即F垂直于I和B所在的平面 但B与I 不一定垂直 ② 已知I、B 的方向，可唯一确定F 的方向。 ③已知F、I 的方向时，磁感应强度B的方向不能唯一确定。 ④已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可唯一确定I的方向。 I F B I B F B⊥ B∥ B F I⊥ I∥ I 同向电流相互吸引 反向电流相互排斥 通电导线间的相互作用 02 一对作用力与反作用力（大小相同） 通电导线间的相互作用 02 F F F 同向电流 F 反向电流 同向电流相互吸引 反向电流相互排斥 角度3　平行通电直导线之间的相互作用 如图所示，两平行直导线cd和ef竖直放置，通以方向相 反、大小相等的电流，a、b两点位于两导线所在的平面内， 则(　　) A．ef导线在a点产生的磁场方向垂直于纸面向里 B．ef和cd导线在b点产生的合磁场为零 C．cd导线受到的安培力方向向右 D．若同时改变两导线的电流方向，则两导线各自受到的安培力方向不变 D 优化大本P3 安培力大小 03 F＝BIL （1）当B⊥I 时 （2）当B∥I 时 F＝0 （3）当B和I夹角为θ时 F＝? 03 安培力大小 （3）当导线（电流I）与磁场B方向夹θ角时: F = B2IL＝BILsinθ (θ为B与I的正向夹角) B1 B2 B 法一：分解磁感应强度B 法二.投影导线 L1 F = BIL1＝BILsinθ (θ为B与I的正向夹角) 03 安培力大小 ①公式F＝BIL中L指的是与B垂直的“有效长度” B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁感应强度的影响。 ②弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接的长度，相应的电流沿L由始端向末端． 优化大本P3 2．公式适用条件：导线所处的磁场应为匀强磁场； 在非匀强磁场中，公式仅适用于很短的通电导线。 3．与电场力区别：电荷在电场中一定会受到电场力作用，但是电流在磁场中不一定受安培力作用，当电流方向与磁场方向平行时，电流不受安培力作用。 03 安培力大小 优化大本P3-4 A 03 安培力大小 优化大本P4 D 法①：算各段的安培力，再将各安培力合成 法②：算有效长度所受到的安培力 优化大本P4 如图，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力的大小。 03 安培力大小 优化大本P4 3．(安培力的大小)(2023·黑龙江铁人中学期末)如图所示，足够长的导体棒MN固定在相互平行且间距为1 m的金属导轨上，导体棒MN与水平导轨的夹角为30°，且处于方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为0.4 T的匀强磁场中。已知该回路中的电源电动势为1.5 V，回路中的总电阻为2 Ω，导体棒与导轨接触良好，则导体棒MN所受的安培力大小为(　　)   A.0.1 N B．0.3 N C．0.5 N D．0.6 N D 优化大本P6 04 安培力的应用 1. 电动机 04 安培力的应用 2. 电流计 F F 线圈顺时针转动 F F 磁场是均匀辐向分布，线圈转动过程中各个位置的B大小相同， 当通入的电流I 大小不变时， 线圈所受到的安培力F 的大小不变 ∵ NBIS=kθ ，其中N、B、S、k不变 ∴ I∝θ ∴电流计刻度分布均匀 角度1　对安培力的理解 (202