高中物理 第4节磁场对通电导线的作力课件 新人教版选修31.pptVIP

安培力 磁场对通电导线的作用力 教学目标 一 知识与技能1 知道什么是安培力 会推导安培力的公式 2 知道左手定则的内容 并会用它判断安培力的方向 3 了解磁电式电流表的工作原理 二 过程与方法结合演示实验归纳 总结安培力的方向与电流 磁场方向的关系 左手定则 三 情感态度与价值观1 通过推导一般情况下安培力的公式 使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法 2 通过了解磁电式电流表的工作原理 感受物理知识的相互联系 教学重点安培力的大小和方向的判断 教学难点用左手定则判定安培力的方向 问题1 通电导线 电流 在磁场里是否一定受力 问题2 电流什么条件下会受安培力作用 跟什么有关 问题3 当电流方向与磁场方向垂直时 安培力方向如何 是否与磁场方向相同 问题4 当电流方向与磁场方向不垂直时 左手定则是否适用 问题5 安培力和磁场方向 电流方向关系如何 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 1 电流与磁场方向不一定垂直 2 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 安培力的方向 确定图中电流 磁场 安培力三者未知的方向 安培力的方向 作红色的箭头表示力的方向 d图中的安培力的方向为垂直于导线向外 1 当电流和磁场垂直时 安培力的大小 f ilb 2 当电流和磁场平行时 f 0 3 当电流和磁场夹角 时 f ilbsin 设下图中磁感应强度为b 电流强度i 导线长度l 求安培力大小 安培力的大小 f bil f bil f bil f bilsin 对公式的理解 不仅与b i l有关 还与放置方式有关 l是有效长度 不一定是导线实际长度 1 i与b不垂直 分解b或把l朝垂直b方向投影 f bil 2 导线不是直线 找导线的有效长度 首尾连接的直线 3 只有一部分导体在磁场中或者只有一部分通电 只适用匀强磁场 练习一 已知北京地区地磁场的水平分量为3 0 10 5t 若北京市一高层建筑安装了高100m的金属杆作为避雷针 在某次雷雨天气中 某一时刻的向下的放电电流为105a 此时金属杆所受培力的方向和大小如何 练习二 解 由左手定则可以判定 金属杆受力为水平向东 大小为f bil 3 0 10 5t 105a 100m 300n 1 如图 一根长l 质量为m的导线用软导线悬挂在方向水平的磁感应强度为b的匀强磁场中 现要使悬绳张力为0 则导线中电流应为多少 方向如何 如果其他都不变 磁场方向相反 绳子的张力变为多大 如果其他都不变 磁场方向变为竖直向上 平衡时绳子的张力变为多大 练习三 2 如图所示 两平行光滑导轨相距0 2m 与水平面夹角为450 金属棒mn的质量为0 1kg 处在竖直向上磁感应强度为1t的匀强磁场中 电源电动势为6v 内阻为1 为使mn处于静止状态 则电阻r应为多少 其他电阻不计 思考 平行通电直导线之间的相互作用 两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用 电流方向相同时 电流方向相反时 相吸 相斥 两导线的力是怎样作用的 如果两条直导线不平行时 导线运动表现如何 3 如图 质量分别为ma mb的两环套在光滑绝缘杆上 若同时通上同向电流ia ib 它们将如何运动 4 通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线mn在同一平面内 电流方向如图所示 ab边与nm平行 判断线框将如何运动 电流微元法 特殊位置法 等效法分析运动 6 如图所示 条形磁铁放在水平桌面上 在其正中央的上方固定一根直导线mn 导线与磁场垂直 给导线通以由n向m的电流 则 a 磁铁对桌面压力减小 不受桌面的摩擦力作用b 磁铁对桌面的压力减小 受桌面的摩擦力作用c 磁铁对桌面的压力增大 受桌面的摩擦力作用d 磁铁对桌面的压力增大 不受桌面摩擦力作用 练习1 两条直导线相互垂直 如图所示 但相隔一个小距离 其中一条ab是固定的 另一条cd能自由转动 当直流电流按图示方向通入两条导线时 cd导线将 a 顺时针方向转动 同时靠近导线abb 顺时针方向转动 同时离开导线abc 逆时针方向转动 同时离开导线abd 逆时针方向转动 同时靠近导线ab d 结论 两通电导线有达到电流方向相同 并靠近的趋势 练习2 如图所示 固定螺线管m右侧有一正方形线框abcd 线框内通有恒定电流 其