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 “简易电动机” 表明磁场对通电导线有力的作用 新知导入 磁场对通电导线的 作用力 ——安培力 探究安培力的方向与哪些因素有关 导线中电流的方向 一、安培力方向的探究 磁极的位置 “简易电动机” 新知讲解 探究 序号 1 2 3 4 观察 记录 受力方向 一、安培力的方向 探究安培力的方向与哪些因素有关 N S I N S N S I F B I F B I F B N S I B F B⊥I 新知讲解 安培力方向与电流方向、磁场方向都垂直。 研究安培力的问题要涉及三维空间 结论 一、安培力方向的探究 新知讲解 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。 磁感线 四 指 大拇指 穿过手心 电流方向 安培力方向 一、安培力方向的探究 新知讲解 一、安培力方向的探究 I B I B I B I B F F F F 新知讲解 —— ——探究安培力的定量表达式 二、安培力大小的探究 电流I 导线长度L 磁感应强度B B与I夹角 电子天平 工作线圈 励磁部分 安培力测量部分 一组正对的亥姆霍兹线圈，用可调可读电源为其供电，用精度为0.1mA的数字电表显示励磁电流的大小。根据毕奥萨法尔定律知，磁感应强度的大小与励磁电流大小成正比，故可用励磁电流IB的大小代表磁感应强度B的大小。 放置在磁场中的中间抽头线圈abcd总共500匝，在100匝和300匝制作抽头，ab边处于磁场中，ab=l0，cd边位于磁场外，cd处装有指示角度的指针。连接0与100，磁场中导线长度为100l0，以此类推。 将工作线圈置于电子天平的托盘上，在实验中让线圈ab边所受安培力竖直向下，通过电子天平上的数据直接读取安培力的大小。 励磁 线圈 励磁 线圈 R2 K2 E2 数字 电流表1 工作 线圈 K1 100 E1 A1 500 0 300 R1 + - 数字 电流表2 a b d c —— ——探究安培力的定量表达式 二、安培力大小的探究 角度指示装置 二、安培力的大小— —探究安培力的定量表达式 二、安培力大小的探究 控制变量法 探究1：探究安培力大小与工作电流I的关系 保持I⊥B，励磁电流IB=0.30A，导线长度l=300l0一定： 二、安培力的大小 二、安培力大小的探究 项 次 1 2 3 4 5 6 工作电流I (A) 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 天平示数（g） 0 探究1：探究安培力与工作线圈电流I的关系 控制变量法 探究1：探究安培力大小与工作电流I的关系 保持I⊥B，励磁电流IB=0.30A，导线长度l=300l0一定： 安培力大小与工作电流大小成正比 二、安培力的大小 二、安培力大小的探究 项 次 1 2 3 4 5 6 工作电流I (A) 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 天平示数（g） 0 探究1：探究安培力与工作线圈电流I的关系 探究1：探究安培力与工作线圈电流I的关系 0 0.1048 0.2085 0.305 0.4046 0.506 0 0.21 0.41 0.55 0.73 0.91 工作电流I(A) 天平示数(g) 控制变量法 二、安培力大小的探究 探究2：探究安培力大小与磁感应强度B的关系 保持I⊥B，工作电流I=0.20A，导线长度l=300l0一定： 项 次 1 2 3 4 5 6 励磁电流 I (A) 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 天平示数（g） 0 探究2：探究安培力与磁感应强度B的关系 控制变量法 二、安培力大小的探究 探究2：探究安培力大小与磁感应强度B的关系 保持I⊥B，工作电流I=0.20A，导线长度l=300l0一定： 安培力大小与磁感应强度成正比 项 次 1 2 3 4 5 6 励磁电流 I (A) 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 天平示数（g） 0 探究2：探究安培力与磁感应强度B的关系 探究2：探究安培力与励磁电流的关系 0 0.1069 0.2082 0.3056 0.41 0.5089 0 0.13 0.24 0.32 0.45 0.57 励磁电流(A) 天平示数(g) 控制变量法 二、安培力大小的探究 探究3： 探究安培力大小与导线在磁场中长度L的关系 保持I⊥B，励磁电流IB=0.30A，工作电流I=0.20A一定： 关系探究探究3：探究安培力与 项 次 1 2 3 4 5 6 接入匝数I(匝) 0 100 200 300 400 500 天平示数（g） 0 探究3：探究安培力大小与导线在磁场中长度L的关系 控制变量法 二、安培力大小的探究 探究3： 探究安培力大小与导线在磁场中长度L的关系 保持I⊥B，励磁电流IB=0.30A，工作电流I=0.20A一定： 安培力大小与磁场中导线长度成正比 关系探究探究3：探究安培力与 项 次 1 2 3 4 5 6 接入匝数I(匝) 0 100 200 300 400 500 天平示数（g） 0 探究3：探究安培力大小与导线在磁场中长度L的关系 探究3：探究安培力与线圈在磁场中长度的关系 0 100 200 300 400 500 0 0.13 0.25 0.4 0.55 0.68 接入匝数(匝) 天平示数(g) 控制变量法q 探究4：探究安培力大小与电流I和磁感应强度B间夹角的关系 二、安培力大小的探究 保持励磁电流IB=0.30A，工作电流I=0.20A，导线长度l=300l0一定： 项 次 1 2 3 4 5 夹角q 0 30° 45° 60° 90° 天平示数（g） 0 探究4：探究安培力大小与电流I和磁感应强度B间夹角的关系 探究4：探究安培力与电流I和磁感应强度B间夹角的关系 sinq 天平示数(g) 控制变量法q 探究4：探究安培力大小与电流I和磁感应强度B间夹角的关系 二、安培力大小的探究 保持励磁电流IB=0.30A，工作电流I=0.20A，导线长度l=300l0一定： 安培力大小与电流和磁场间夹角的正弦值成正比 项 次 1 2 3 4 5 夹角q 0 30° 45° 60° 90° sinq 0 0.5 0.707 0.866 1 天平示数（g） 0 0.23 0.31 0.38 0.43 探究4：探究安培力大小与电流I和磁感应强度B间夹角的关系 探究4：探究安培力与电流I和磁感应强度B间夹角的关系 sinq 天平示数(g) 探究4：探究安培力与电流I和磁感应强度B间夹角的关系 0 0.5 0.707 0.866 1 0 0.23 0.31 0.38 0.43 sinq 天平示数(g) 实验结论 二、安培力大小的探究 在对以上四个因素的定量探究得出：F=ILBsinq ·当通电导线与磁场方向垂直时 ·当通电导线与磁场方向平行时 “学以致用” 右侧图：逆时针旋转 → → → I I 新知导入 F F=0 F × × × × × × × × × × × × × × × × B I × B I B I 判定以下通电导线所受安培力的方向 典例探究 三、安培力的成就/应用 新知导入 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。自然条件下炮弹速度可达近万m/s，射程320km，杀伤能量32兆焦。 炮弹的发射是利用电磁系统中电磁场对炮弹导电底座的作用力。 炮弹的动力来源：磁场对电流的作用力！为了纪念安培，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力。 三、安培力的成就/应用 新知导入 极靴 线圈 优点：灵敏度高，可以测量很弱的电流。 缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很小。 磁电式电流表 三、安培力的成就/应用 新知讲解 研究平行通电直导线之间的相互作用 电 流 电 流 磁 场 什么情况下两条导线相互吸引？ 什么情况下两条导线相互排斥？ 课后探究作业:安培力的方向 新知讲解 F F F F 电流方向相反 电流方向相同 同向电流相互吸引 反向电流相互排斥 安培力的方向 新知讲解 安培力的方向 判定方法：左手定则 特点：垂直于B和I确定的平面 安培力的大小 （为和 的夹角） 课堂小结 谢 谢 Lavf56.15.102 $$