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

第一章 安培力与洛伦兹力 1.1 磁场对通电导线的作用力 01 安培力的方向 安培力与洛伦兹力 磁通量Φ(Wb) Φ=B·S⊥ φ=BS φ=BS cosθ 学科网 知识回顾 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 磁场和通电导线的平面图画法 电场 电荷 磁场 通电导线 安培力 安培力定义：通电导线在磁场中受到的力称为安培力。 电场力 一、安培力的方向 安培是历史上最早通过实验发现磁场对通电导线有力的作用的科学家，他是电动力学的创始人，被誉为是“电学中的牛顿”，在电磁学上面有杰出的贡献。 通电导线在磁场中受到的力——安培力 安德烈·玛丽·安培 实验探究 观察思考：安培力方向与什么因素有关？ 演示实验(控制变量法): (1)、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。 (2)、改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。 与电流方向和磁场方向有关 次数 磁场方向 电流方向 安培力方向 图 4 3 1 2 向上 向下 垂直于纸面向外 垂直于纸面向外 垂直于纸面向里 水平 向右 水平 向左 水平 向左 水平 向右 F F F F 结论：安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直 实验现象 只交换磁极位置 只改变电流方向 同时改变电流和磁场方向 受力方向 改变 受力方向 改变 受力方向 不变 实验结果： 安培力方向与电流方向、磁场方向有关。 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。 B I F 说明：F⊥I,F⊥B,F⊥B、I决定的平面。但B、I不一定垂直。 左手定则 四指 电流 磁感线 穿手心 大拇指 受力 X(F) o I F B 注意： o I F B F B I F B I F I B I B F B I 立体图转平面图，物理学规定“叉进点出”，具体： F 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 例2.画出图中通电直导线A受到的安培力的方向。 【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。 (1)F⊥B，F⊥I，即F 垂直于B、I决定的平面． (2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心． 安培力方向的特点 B B I F B B 当电流与磁场方向夹角为θ时: B F B⊥ B∥ I B I ★注意：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. 安培定则与左手定则对比理解 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 用学过的知识加以分析 同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。 结论: F F F 同向电流 F 反向电流 研究平行通电直导线之间的相互作用 现象对比 思考：如图所示，通电直导线AB固定，CD可以自由移动，请你判断通电后CD的运动情况 两相交直导线间的相互作用：有转到同向的趋势。 A B D C × × × × × · · · · · × × × × × × × × × × · · · · · · · · · · F F 【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）直线电流与环形电流共面时， 看较近的两平行电流同向相互 吸引，反向相互排斥。如图所示。 （2）直线电流垂直环形电流平面时 ①若直线电流通过环形电流的圆心时， 它们之间相互不受力，如图所示。 ②若直线电流不通过环形电流的圆心时， 环形电流将以过直线电流的环形电流