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

磁场对通电导线的作用力 册 别：选择性必修二 学 科：高中物理（人教版） 一、安培力作用下导体的运动情况分析 知识回顾： 左手定则： 掌心——磁感线垂直穿入 四指——电流的方向 拇指——安培力的方向 情境1：两根平行导线通电后受安培力吗？如果有，导体如何运动？ 问题1：两条平行直导线通电后导体将如何运动？ 一、安培力的方向的判断及导体运动情况分析 实验现象：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥 F F’ F’ F 一、安培力作用下导体的运动情况分析 a b a b 问题2：它们之间的这一对相互作用力是如何发生的？ F’ F F’ F 巩固练习1：把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的 下端刚好跟杯里的水银面接触，并使它组成如图所示的电路 当电键S接通后，将看到的现象是(　　) A．弹簧向上收缩 B．弹簧被拉长 C．弹簧上下振动 D．弹簧仍静止不动 一、安培力作用下导体的运动情况分析 1.结论法（同向电流相互吸引，异向电流相互排斥） 分析：通电后，弹簧各相邻线圈通有同向电流，相互吸引，弹簧收缩；由于弹簧收缩，电路断开；断开后线圈受重力作用下落，电路又接通。这个过程反复出现，使得弹簧上下振动。 情境2：如图所示，两条直导线相互垂直，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将（ ） A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB B、顺时针方向转动，同时离开导线AB C、逆时针方向转动，同时离开导线AB D、逆时针方向转动，同时靠近导线AB A B C D I I F F 一、安培力作用下导体运动情况分析 2.电流元法（将通电导线分割成几个电流元，判断每个或几个电流元所受的安培力方向） 巩固练习2：如图所示,把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁体N极附近,磁体的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面,当线圈内通入图示方向的电流时,线圈(　 　) A. 向左运动　　　　 B. 向右运动 C. 静止不动 D. 无法确定 一、安培力作用下导体的导体运动情况分析 2.电流元法（将通电导线分割成几个电流元，判断每个或几个电流元所受的安培力方向） 知识回顾： S 一、安培力作用下导体的运动情况分析 3.等效法(通电螺线管等效为条形磁铁，圆环导线等效为小磁针） 巩固练习2：如图所示,把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁体N极附近,磁体的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面,当线圈内通入图示方向的电流时,线圈（ ） A. 向左运动　　　　 B. 向右运动 C. 静止不动 D. 无法确定 S 一、安培力作用下导体的运动情况分析 2.电流元法 3.等效法(通电螺线管等效为条形磁铁，圆环导线等效为小磁针） 思考：两个轻质圆环导线置于一光滑绝缘杆上，通电后圆环将如何运动？可以有哪些研究方法？ 3.等效法(通电螺线管等效为条形磁铁，圆环导线等效为小磁针） A B S S 1.结论法（同向电流相互吸引，异向电流相互排斥） 一、安培力作用下导体的运动情况分析 2.电流元法（将通电指导线分割成几个电流元，判断每个或几个电流源所受的安培力方向） 情境3：如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其正上方放置一根直导线，且与磁场垂直，给导线通以垂直纸面向内的电流，则磁铁受桌面的支持力如何变化？磁铁将如何运动？ I F 4.研究对象转换法（研究对象由磁体切换成导线，再根据牛顿第三定律分析其反作用力） 一、安培力作用下导体的运动情况分析 G FN F′ 情境3：如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方放置一根直导线，且与磁场垂直，给导线通以垂直纸面向内的电流，则磁铁受桌面支持力如何变化？磁铁将如何运动？ B F F′ 4.研究对象转换法（研究对象由磁体切换成导线，再根据牛顿第三定律分析其反作用力） 一、安培力作用下导体的运动情况分析 G FN 二、安培力在生产生活中应用——磁电式电表 1.磁电式电流表的构造 刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成） 二、安培力在生产生活中应用——磁电式电表 2. 磁电式电流表的工作原理 电流通过线圈时，受到安培力的作用，在安培力作用下，线圈带动指针转动。线圈转动时，螺旋弹簧变形，以反抗线圈转动，最终达到平衡。 所以可以根据线圈即指针转过的角度和方向来判断电流的大小及方向。 二、安培力在生产生活中应用——磁电式电表 磁场特点：蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，线圈平面都跟磁场平行，即导线和磁场垂直，所受安培力大小保持F=IlB 不变 二、安培力在生产生活中应用——电磁炮 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。 电磁炮主要由电源、高速开关、加速装置和炮弹四部分组成。 F 二、安培力在生产生活中应用——电流天平 如图为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于虚线方框内的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B方向与线圈平面垂直，当线圈中通有如图所示电流I时，调节砝码使天平达到平衡。然后使电流反向，大 小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能 使天平再次达到新的平衡。 解析：设电流方向未改变时左盘砝码质量为m1，右盘砝码质量为m2： 电流方向改变后： F 1.安培力作用下导体的运动情况分析 2.安培力在生产生活中的应用——磁电式电表、电磁炮、电流天平等 课 堂 小 结 研究思路：①明确研究对象→②分析对方产生的磁场方向→③判断研究对象的安培力方向→④确定它的运动情况 结论法（同相电流相互吸引，异向电流相互排斥） 电流元法（特殊位置法） 等效法（通电螺线管等效为条形磁铁，单匝线圈等效为小磁针） 研究对象转换法（研究对象切换，并根据牛顿第三定律判断） 研究方法： 同学们，再见 mp4creator 1.6.1d $$