1.1 磁场对通电导线的作用力 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

§1 磁场对通电导线的作用力 第一章 安培力与洛伦兹力 高中物理(人教版2019)选择性必修第二册 新课导入 问题：当导体棒中有电流流过时，导体棒为什么会动？ 一 安培力的方向 (2)导线中电流的方向 (1)磁场的方向 猜想：安培力的方向与哪些因素有关？ 一 安培力的方向 视频演示 一 实验现象 探究序号 1 2 3 观察记录 实验结论 安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直 安培力的方向 一 磁感线 四 指 大拇指 穿过手心 电流方向 安培力方向 左手定则：伸开左手,使大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，这时大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。 安培力的方向 一 安培力的方向 练习1.(安培力的方向)下列各图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和通电直导线所受安培力F的方向,其中正确的是(　　) 一 安培力的方向 练习2.下列关于电流的磁场和通电导体在匀强磁场中所受安培力的判断正确的是（　） A B C D 二 安培力的大小 (2)在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下： F=ILB (1)在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向平行的情况下： 三种特殊情况的安培力的大小 F=0 二 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 B θ I (3)在匀强磁场中，当通电导线中的电流方向与磁场方向既不垂直也不平行时： 注意： 安培力的大小 二 安培力的大小 ④ 公式F＝IlBsin 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(如图所示)；相应的电流沿l由始端流向末端。 二 安培力的大小 练习3. 如图所示,一根导线位于磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,其中lAB=lBC=lCD=lDE=l,且∠C=120°, ∠B=∠D =150°。现给这根导线通入由A至E的恒定电流I,则导线受到磁场作用的合力大小为(　　) 三 磁电式电流表 1.磁电式电流表的构造： 极靴 线圈 刻度盘 三 2.电流表中磁场分布特点： (2)该磁场是非匀强磁场 (1)电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的 磁电式电流表 三 3.工作原理: 极靴 线圈 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 磁电式电流表 04 4.电流表表盘的刻度均匀的原因: 线圈转动的轨迹圆上B大小处处相等，当线圈转动时B与I始终互相垂直。 F=ILB θ ∝ I，表盘的刻度均匀 磁电式电流表 三 5.磁电式电流表的优缺点 （1）优点：灵敏度高，可以测量很弱的电流。 （2）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 磁电式电流表 课堂小结 安培力的大小 安培力的方向 磁电式电流表 左手定则 F=ILBsinθ 特点:电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。 神奇的小火车 课后练习 1. 质量为m=0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为θ=37°的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=0.2 m,杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度B=2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如图所示。现调节滑动变阻器的滑片,为使杆ab静止不动,则通过杆ab的电流范围为多少?g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。 课后练习 2.如图，在竖直平面内有一个半径为R，质量为M的金属圆环，圆环平面与纸面平行，圆环恰好有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁场的水平边界与圆环相交于P、Q点，用绝缘轻绳把放在斜面上的滑块通过定滑轮与圆环相连。当圆环中通有逆时针方向大小为I的电流时，滑块保持静止。已知斜面倾角为30°，斜面和滑轮均光滑，重力加速度为g。求： （1）滑块的质量m； （2）若剪断细线，求剪断细线瞬间圆环的加速度大小。 还记得平行通电直导线之间的相互作用吗？ 电流 电流 磁场 原因分析： 同向电流相互吸引；反向电流相互排斥。 神奇的旋转液体 Lavf58.46.101 A.2BIl B.BIl C.(2+)BIl D.4BIl 练习4.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 Lavf58.12.100 $