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. 1　磁场对通电导线的作用力 知识回顾： 磁感应强度B 方向： 小磁针静止时N极所指方向 单位： 让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是环形导线轴线上磁感线的方向. 右手握住导线,让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线环绕的方向. T 安培定则(1)(右手螺旋定则): 安培定则(2)(右手螺旋定则): 实验：安培力的方向与哪些因素有关？ 1、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？ 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。 左手定则: N S 注意：安培力的方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向，即安培力垂直电流和磁场所确定的平面 一.安培力的方向 例1：确定图中安培力的方向。 B I B I B I B I 一.安培力的方向 F F F 垂直纸面向外 ● F 例2、垂直放在磁场中的通电导线如图放置，并已标明电流强度、磁感应强度、安培力三个量中的其中两个物理量的方向，试标出第三个物理量的方向 B F I F ╳ B B B F I F I I 1.当电流和磁场垂直时: 二.安培力的大小 F＝BIL 2.当电流和磁场平行时: F＝0 3.当电流和磁场夹角θ时: F=BILsinθ I B θ B Bsinθ Bcosθ B I θ L Lsinθ I与B不垂直，分解B或把L朝垂直B方向投影 设下图中磁感应强度为B，电流强度I，导线长度L，求安培力方向和大小 B I B I B I B I θ θ 二.安培力的大小 F＝BIL F＝BIL F＝BIL F=BILsinθ B Bsinθ B I F＝0 F F F 向外 F 对公式的理解： ★不仅与B、I、L有关，还与θ角有关 ★1.L是有效长度，不一定是导线实际长度 F＝BILsinθ 2.当磁场和电流垂直时，导线不是直线，找导线的有效长度（首尾连接的直线） ★B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度，不考虑导线自身产生的磁感应强度的影响； L L L B B F B F F F E B × B F × B B E 例、如图3-4-4所示，质量为m的导体棒AB静止在水平导轨上，导轨宽度为L，已知电源的电动势为E，内阻为r，导体棒的电阻为R，其余接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为θ，磁感应强度为B，求轨道对导体棒的支持力和摩擦力． mg FN BIL Ff θ BILsinθ BILcosθ 解：受力分析如图： 解得： 三、磁电式电流表 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）。 最基本的是磁铁和线圈。 铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。 随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。 2、磁电式电流表的特点 1、表盘的刻度均匀，θ∝I。 2、灵敏度高，但过载能力差，容易烧坏。 3、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。 四.判断安培力作用下导体运动的常用方法　 1、结论法： ①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。 ②两电流不平行时，有转到相互平行且电流方向相同的趋势。 I1 I2 F2 F1 例1: I1 I2 若I1>I2 F1=F2 2、等效分析法：环形电流可等效为小磁铁 例2：如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图所示的电流后，判断线圈如何运动？ 向左摆动 例3、如图所示，蹄形磁铁固定，通电直导线AB可自由运动，当导线中通以图示方向的电流时，俯视导体，导体AB将（AB的重力不计） A、逆时针转动，同时向下运动 B、顺时针转动，同时向下运动 C、顺时针转动，同时向上运动 D、逆时针转动，同时向上运动 3、微元法：把导体无限切割成N段的方法。 4、特殊位置法：通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置。 N S A B N S I F F N S F A、逆时针转动，同时向下运动 向外 向里 （1）桌面对磁铁的支持力如何变化_______ （2）桌面对磁铁的摩擦力方向________. 变小 F N S 水平向右 B 5.转换研究对象法 例4 Lavf58.29.100 $