1.1 磁场对通电导线的作用力 课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第一章 第1节 磁场对 通电导线的作用力 2024.9.12高二物理组 素养目标 1．能通过实验，得到左手定则；能熟练运用左手定则判断安培力的方向 2．能推导出磁场与通电导线成一般夹角时安培力的公式，并能通过演绎推理得到磁场与通电导线平行、磁场与通电导线垂直的两种特殊情况下的安培力的公式 3．能应用安培力的知识，分析磁电式电流表的原理 如图所示，当导体棒中有电流流过时，导体棒就会因受力而发生运动。这个例的方向该如何判断？它的大小除了与磁感应强度有关外，还与哪些因素有关？ 问题 ？ 安培力的方向 新知探究一 演示 (1)上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否改变。 (2)改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。 04 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 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。 例1、如图，磁场中有一条通电导线，其方向与磁场方向垂直。甲、乙、丙分别标明了电流、磁感应强度和安培力三个量中的两个量的方向，试画出第三个量的方向。 例2、在图1.1-10中画出通电导体棒ab所受的安培力的方向。 安培力的大小 新知探究二 在必修三中，采用电流元所受的安培力定义了磁感应强度。 F＝IlB　 F＝0 B θ I F＝？ 公式： F=ILBsinθ （1）θ表示磁场方向与电流方向的夹角 （2）此公式仅适用于匀强磁场 （3）安培力除了跟B、I、L有关外， 还跟如何放置有关。 0≤F≤BIL 不垂直找垂直 注意：在非匀强磁场中，只要通电直导线所在位置的各点磁感应强度B矢量相等(包括大小和方向)，则通电直导线所受的安培力也能用公式F＝IlBsin θ计算。 有效长度：公式F＝IlB sin θ中l 指的是导线在磁场中的“有效长度”，弯曲导线的有效长度l 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(如图所示)。 例2　例3、如图所示，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。 例4、为缩短固定翼飞行器着陆后的滑行距离，有人构想在机身和跑道上安装设备，使飞行器在安培力作用下短距着陆。如图所示，在机身上安装长为10 m、匝数为60的矩形线圈，线圈通以100 A的电流，跑道上有大小为0.2 T的磁场，通过传感器控制磁场区域随飞机移动，使矩形线圈始终处于图示磁场中。忽略电磁感应的影响，线圈所受安培力的大小和方向是(　 ) A．24 000 N，向左　 B．24 000 N，向右 C．12 000 N，向左 D．12 000 N，向右 A 磁电式电流表 新知探究三 极靴 线圈 磁场是非匀强磁场 为辐向分布的磁场 通电导线之间的相互作用 拓展 F F F F 反向电流相互排斥 同向电流相互吸引 1、 一直导线平行于通电螺线管的轴线，放置在螺线管的上方，如图所示。如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况为( 　 ) A．从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B．从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C．从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D．从上向下看逆时针转动并靠近螺线管 当堂巩固 D 2、如图所示，在条形磁铁S极附近用绝缘轻绳悬挂一轻质圆线圈时，磁铁与圆线圈在同一平面内，当线圈中通有逆时针方向电流时，则线圈运动情况是(　 ) A．从上向下看，线圈顺时针旋转，同时靠近S极 B．从上向下看，线圈顺时针旋转，同时远离S极 C．从上向下看，线圈逆时针旋转，同时靠近S极 D．从上向下看，线圈逆时针旋转，同时远离S极 A 3、如图所示，两个完全相同且相互绝缘、垂直的金属环A、B，可沿轴线OO′(两圆环所在平面的交线)自由转动。现通以图示方向电流，沿OO′看去会发现( 　 ) A．A环、B环均不转动 B．A环将逆时针转动，B环也逆时针转动，两环相对不动 C．A环将顺时针转动，B环也顺时针转动，两环相对不动 D．A环将顺时针转动，B环将逆时针转动，两者吸引靠拢至重合为止 D 4、 截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线。若中心直导线通入电流I1，四根平行直导线均通入电流I2，I1≫I2，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管形状的是( 　 ) C $$