1.1 安培力 课件 -2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第二册

第一章 磁场对电流的作用 第1节 安培力 高中物理教科版（2019）选择性必修第二册 1．通过实验探究安培力的方向与哪些因素有关，会用左手定则判断安培力的方向。 2．会计算匀强磁场中安培力的大小。 学习目标 电动汽车和高铁的动力是什么力？ 它们的动力都是磁场对通电导线的作用力-安培力 新知导入 当导体棒中有电流流过时， 导体棒就会因受力而发生运动，这个力称为安培力 。那安培力的方向和大小如何去判定呢？ 新知导入 知识点一：安培力的方向 1. 上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。 2. 改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。 探究安培力的方向与哪些因素有关 新知学习 实验表明：通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直。 新知学习 新知学习 左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。 新知学习 F F F I B I B I B I B F 练习：请判断图中导体所受安培力的方向 F F F F 新知学习 同向电流互相吸引，反向电流时互相排斥。 A B C D A的磁场 FAB C的磁场 FCD FBA FDC B的磁场 D的磁场 新知学习 当电流方向和磁场方向不垂直时(夹角为θ)，那如何判定安培力的方向呢？ B F B⊥ B∥ I 四指指向电流方向，让与电流垂直的磁场方向的分量垂直穿过手心，此时拇指所指的方向为安培力的方向。 B I F 新知学习 1.当电流与磁场方向垂直时（I⊥B ） F = ILB F = 0 F = ILBsinθ (一般方法：分解磁场B或投影通电导线) 2.当电流与磁场方向平行时（I // B ） 3.当电流与磁场方向成特定角度时呢？ 知识点二：安培力的大小 新知学习 对安培力公式F＝BILsinθ的理解 (1)B为导线所处磁场应为匀强磁场， 在非匀强磁场中，仅适用于很短的通电导线，即直线电流元。 (2)L为通电导线有效长度, ① 对于弯曲导线，有效长度为端点连线之间的距离。 ② 对闭合通电导线的有效长度为 0，即所受安培力为 0。 (3)θ为磁场B和电流I方向夹角. 新知学习 如图所示，aa' 和bb'是两条相互平行的导电轨道，相距为L = 0.2 m，轨道平面与水平面的夹角为α = 37°，处于方向水平向右的匀强磁场中，一根质量为m = 0.2 kg的金属棒MN放在导轨上，它与导轨间的摩擦可以忽略不计。 （1）当金属棒中的电流为I = 5 A时，金属棒在导轨上保持静止，磁场的磁感应强度为多少？ （2）金属棒中的电流不变，要保持它在导轨上静止不动，并且使所加的磁场的磁感应强度最小，磁场方向应如何调整？最小的磁感应强度Bmin是多少？ 新知学习 解：（1）当磁场方向水平向右时，根据左手定则判定所受安培力方向竖直向上，其大小等于重力则可平衡，由平衡条件可得BIL = mg 解得： （2）把重力沿斜面方向及垂直斜面方向分解，如图 所示，其中 G1=mgsinα 斜面的支持力与G2平衡，安培力F只要与G1平衡即可。利用左手定则可以判定，磁场方向垂直斜面向上，其大小 新知学习 安培力 方向：与B、I 垂直 左手定则： 磁感线从掌心垂直进入 四指指向电流的方向 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 大小：F= BIlsinθ (I与 B的夹角为θ) 特例1：F=BIl(B垂直于I) 特例2：F=0 (B平行于I) 课堂总结 1.把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用。关于安培力的方向,下列说法中正确的是（ ） A.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同 B.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流方向垂直 C.安培力的方向一定跟电流方向垂直,但不一定跟磁感应强度方向垂直 D.安培力的方向一定跟电流方向垂直,也一定跟磁感应强度方向垂直 D 课堂练习 2.判断的安培力方向 I B F B I I B F=0 F=0 F I B 课堂练习 3.(多选)如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒．在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是，重力加速度为g（　　） A．B＝mg，方向垂直斜面向上 B．B＝mg，方向沿着斜面向下 C．B＝mg ，方向水平向左 D．B＝mg ，方向水平向右 AC 课堂练习 4.如图所示,将长为2L的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。当在该导线中通以大小为I的电流时,关于V形通电导线受到的安培力大小和方向,下列描述正确的是（ ） A.安培力大小为2BIL B.安培力大小为零 C.安培力沿顺时针方向 D.安培力方向向上 D 课堂练习 $