1.1安培力及其应用课件-高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

1、第节 1安培力及其应用高中物理 选择性必修第二册第1章学习目标回顾引入1.磁感应强度2.安培定则（1）直线电流的磁场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方向（2）环形电流的磁场方向让右手弯曲的四指与环行电流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是环行导线轴线上磁感线的方向 3.磁通量1. 安培力人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力。一、安培力2. 安培力的方向（2）实验现象表明：通电导体棒在磁场中所受安培力的方向，与电流方向、磁场方向有关。（3）众多实验表明：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。（1）实验结果

2、调换磁铁的磁极以改变磁场的方向，导体棒受力方向改变。 改变“天桥”中电流的方向，受力方向改变。3. 左手定则伸开左手，拇指与其余四个手指垂直，且都与手掌处于同一平面内。让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，此时拇指所指的方向即为安培力的方向。FNSIB4. 对安培力方向的理解例 某同学画出了四幅表示磁场B、电流I和安培力F三者方向间的关系图，如图所示，其中正确的是（）A B C D解析：根据左手定则可知，A图中安培力方向应该向下，B图中安培力方向应该垂直于磁场方向斜向左上方，C图中磁场方向和电流方向在同一直线上，不受安培力作用，D图中安培力方向斜向左下方垂直于电流方向，故D正确。D5. 安

3、培力的大小6. 对安培力公式的理解7. 两平行通电直导线的相互作用 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。F12F21I2I1I2I1同向电流反向电流F12F21I1I2I1I2 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。例 如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到磁场力的大小变为（）A. F2 B. F1- F2C. F1+ F2 D.2F1- F2A（1）通电线圈在磁场中受到安培力的作用，在安培力的作用下，绕着转轴转动。(图a)（2）通电线圈转动到与磁场方向垂直的位

4、置时(平衡位置)，受力平衡，由于惯性继续转动。(图b)二、安培力的应用1.电动机的转动原理用什么办法能使线圈持续转动呢？想一想当线圈刚过平衡位置时，要及时改变线圈中导体ab和cd所受力的方向。用什么办法能改变力的方向呢？哪种方法更方便？改变电流的方向改变磁场的方向换向器的作用换向器由两个彼此绝缘的金属半圆环组成。换向器能及时改变线圈中电流的方向，使线圈持续转动。 （1）构造 磁铁、铁芯、铝框、指针、游丝（又称螺旋弹簧）。2、磁电式电流表 （2）原理 通电线圈在磁场中受到安培力而偏转。 （1）线圈偏转的角度越大，被测电流就越大。 （2）根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向。NS（3）特点两

5、极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，保持线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，线圈所受安培力的方向始终与线圈平面垂直，线圈平面都与磁场方向平行，表盘刻度均匀。NS（4）优缺点 优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。 缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（量程小）。要测较大的电流，必须进行改装。磁电式电流表甲 乙例 图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。如图乙所示，边长为L的正方形线圈中通以电流I，线圈中的某一条导线a电流方向垂直纸面向外，导线b电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B。则当线圈处在图乙所示位置

6、时，下列说法正确的是（）A.该磁场是匀强磁场B.该线圈的磁通量为BL2C.导线a受到的安培力方向向下D.导线b受到的安培力大小为BIL解析：A错：该磁场是均匀辐向分布的，不是匀强磁场。B错：线圈平面与磁场方向平行，磁通量为0。C错，D对：在图乙所示位置，导线a、b受到的安培力方向分别为向上、向下，大小均为ILB，线圈将沿顺时针方向转动。D例 如图所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度。天平的右臂下面挂一个矩形线圈,宽为l,共N匝,线圈的下部悬在匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面。当线圈中通有电流I(方向如图所示),在天平两边加上质量分别为m1、m2的砝码时,天平平衡;当电流反向(大小不变)时,右边再

7、加上质量为m的砝码后,天平又重新平衡。由此可知()解析:因为电流反向时,右边再加砝码才能重新平衡,所以电流反向时安培力竖直向上,由左手定则判断磁场方向垂直于纸面向里。电流反向前,有m1g=m2g+m3g+NBIl,其中m3为线圈质量。电流反向后,有m1g=m2g+m3g+mg-NBIl。两式联立可得B= 。B本课小结当堂检测1.多选如图所示的三维空间内，匀强磁场方向沿x轴正方向，在平面xOz内有一通电直导线，若它所受的安培力方向沿y轴正方向，则（）A.该通电导线一定不会沿平行于Ox方向放置B.该通电导线一定平行于Oz方向放置C.无论通电导线怎样放置，它总受到沿y轴正方向的安培力D.沿Oz方向观

8、察一定有沿Oz方向的电流 提示：安培力的方向垂直于电流方向和磁场方向所决定的平面，电流方向与磁场方向可以不垂直。AD2.多选图中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动，下列说法正确的是（ ）A.若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B.若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C.若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D.若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动BD 提示：根据电源的极性，先判定电磁铁的磁极，再判定通电导线L的电流方向。C4.如图甲所示，扬声器中有一线圈处于磁场中，当音频电流信号通过线圈时，线圈带动纸盆振动，发出声音。俯视图乙表示处于辐射状磁场中的线圈（线圈平面即纸面），磁场方向如图中箭头所示，在图乙中（ ） 甲 乙A.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里B.当电流沿顺时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外C.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向里D.当电流沿逆时针方向时，线圈所受安培力的方向垂直于纸面向外BC5.如图甲所示是磁电式电流表的结构图，图乙是磁极间的磁场分