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

人教版（2019） 高中物理选择性必修 第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 磁场对通电导线的作用力 安培力的方向、大小 当电流与磁场方向夹角为 θ 时: B F B⊥ B∥ B I I 2 4.磁电式电流表 在实验室中，常用到一种测电流强弱和方向的电学仪器——电流表，它就是根据磁场对电流作用的安培力制成的。 3 . 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）。 4.磁电式电流表 线圈和指针是一个整体可以转动。 线圈在磁场中受受到安培力使其发生偏转 S N 4 4.磁电式电流表 电流表表盘的刻度是均匀的，即指针偏转角度与电流大小成正比，你知道这是如何实现的吗？ 线圈转动的轨迹圆上 B 有什么特点？ F=ILB θ ∝ I，表盘的刻度均匀 5 再次仔细观察磁电式电流表结构，思考电流表的指针为什么最终能稳定的指向某一刻度，且偏转角度大小能反映电流大小？ 4.磁电式电流表 磁电式电流表的结构 线圈通电时，安培力使线圈转动时 变形 产生弹力阻碍转动 安培力与弹力 平衡，指针停止 转动 电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大，线圈偏转的角度也越大 6 （3）当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。 (4) 磁电式电流表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）。如果要用它测量较大的电流，就要给它并联一个很小的电阻来扩大其量程。 4.磁电式电流表 7 课堂练习 D 8 课堂练习 A （浙江2024.01）4. 磁电式电表原理示意图如图所示，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，两者之间有可转动的线圈。a、b、c和d为磁场中的四个点。下列说法正确的是（　　） A. 图示左侧通电导线受到安培力向下 B. a、b两点的磁感应强度相同 C. 圆柱内的磁感应强度处处为零 D. c、d两点的磁感应强度大小相等 9 1.判断安培力作用下导体的运动 磁体 电流 磁场 1 . 谁产生的磁场？ 2 . 磁场对磁体和电流会产生怎样的作用？ 10 1.判断安培力作用下导体的运动 C 11 1.判断安培力作用下导体的运动 B 12 1.判断安培力作用下导体的运动 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。 13 1.判断安培力作用下导体的运动 把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它下端刚好跟杯中的水银面接触，通电后，你预计会发生什么现象？怎样解释这个现象？ 14 1.判断安培力作用下导体的运动 15 1.判断安培力作用下导体的运动 B 16 2.安培力作用下的平衡问题 17 2.安培力作用下的平衡问题 如图所示，金属杆 ab 的质量为 m，长为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面为角斜向上，结果 ab 静止于水平导轨上。求（1）金属杆 ab 受到的摩擦力；（2）金属杆对导轨的压力。 θ B G F f N θ f =Fsinθ =IlBsinθ N+Fcosθ =mg N’=N = mg-IlBcosθ 由牛顿第三定律： 18 2.安培力作用下的平衡问题 （书本课后习题）画出通电导体棒ab所受的安培力的方向。 19 2.安培力作用下的平衡问题 20 2.安培力作用下的平衡问题 若金属导轨光滑，匀强磁场方向未知，问B至少多大可以让导体棒保持平衡？ 21 （书本课后习题）如图所示为电流天平，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 匀强磁场内，磁感应强度 B 的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流 I 时，调节砝码使两臂达到平衡。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，才能使两臂再达到新的平衡。 （1）导出用 n、m、l、I 表示磁感应强度 B 的表达式。 （2）当 n ＝ 9，l ＝ 10.0 cm，I ＝ 0.10 A， m ＝ 8.78 g 时，磁感应强度是多少？ 2.安培力作用下的平衡问题——电流天平 22 3.安培力作用下的加速问题——电磁炮 4.电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器.如图所示为某试验采用的电磁轨道，该轨道长<m></m>，宽<m></m>.现发射质量为<m></m>的炮弹从轨道左端由静止开始加速，当回路中的电流恒为<m></m>时，最大速度可达<m></m>.轨道间所加磁场为匀强磁场，不计空气及摩擦阻力.下列说法正确的是( ) A.磁场方向为竖直向下 B.磁场方向为水平向右 C.磁感应强度的大小为<m></m> D.电磁炮的加速度大小为<m></m> C 23 课堂小结 方向 垂直于 B、I 决定的平面 判断：左手定则 大小 F = IlBsin θ B 与 I 垂直：F = ILB B 与 I 平行：F = 0 把立体图化为平面图进行受力分析 安培力作用的平衡问题 根据力的平衡条件解未知量 电流间的相互作用 先用安培定则判断磁场方向 再用左手定则判断安培力的方向 应用 安培力 应用 磁电式电流表 构造、原理 24 如图是磁电式电流表的部分结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场辐向均匀分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则(　　) A.该磁场是匀强磁场 B．线圈平面总与磁场方向垂直 C．线圈将沿逆时针方向转动 D．a、b导线受到的安培力大小总为IlB $$