高中物理 第二章 第三节 磁场对通电导线的作用课件 新人教版选修11.ppt

第二章磁场第三节磁场对通电导线的作用 栏目链接 电磁炮的威力电磁炮利用电磁力所做的功作为发射能量 不会产生强大的冲击波和弥漫的烟雾 因而具有良好的隐蔽性 电磁炮可根据目标的性质和距离 调节 选择适当的能量来调整弹丸的射程 电磁炮没有圆形炮管 弹丸体积小 重量轻 使其在飞行时的空气阻力很小 因而电磁炮的发射稳定性好 初速度高 射程远 由于电磁炮的发射过程全部由计算机控制 弹头又装有激光制导或其他制导装置 所以具有很高的射击精度 从发射能量的成本来看 常规火炮的发射药产生每兆焦耳能量需10美元 而电磁炮只需0 1美元 而且电磁炮还可以省去火炮的药筒和发射装置 故而重量轻 体积小 结构简单 运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便 栏目链接 栏目链接 电磁炮的原理非常简单 19世纪 英国科学家法拉第发现 位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动 同时 如果让导线在磁场中作切割磁力线的运动 导线上也会产生电流 这就是著名的法拉第电磁感应定律 正是根据这一定律人们发明了如今广泛应用的发电机和电动机 它也是电磁炮的基本原理 或者说 电磁炮不过是一种比较特殊的电动机 因为它的转子不是旋转的 而是作直线加速运动的炮弹 那么如何产生驱动炮弹的磁场 并让电流经过炮弹 使它获得前进的动力呢 一个最简单的电磁炮设计如下 用两根导体制成轨道 中间放置炮弹 使电流可以通过三者建立回路 把这个装置放在磁场中 并给炮弹通电 炮弹就会加速向前飞出 栏目链接 在1980年 美国西屋公司为 星球大战 建造的实验电磁炮基本就是这样的结构 它把质量为300克的炮弹加速到了每秒约4千米 如果是在真空中 这个速度还可提高到每秒8 10千米 这已经超过了第一宇宙速度 具备了作为一种新型航天发射装置的理论资格 栏目链接 栏目链接 一 安培力 1 安培力 通电导体在 中受到的力称为安培力 2 把一段通电直导线放在磁场里 导线方向与磁场方向 时 它所受的安培力最大 当导线方向与磁场方向 时 导线不受安培力 当导线方向与磁场方向斜交时 所受安培力介于 和 之间 栏目链接 磁场 垂直 平行 零 最大值 二 磁感应强度 栏目链接 安培力f 电流i 导线长度l il 磁场 特斯拉 特 t 磁场强弱和方向 1m 1a 1n 1t 磁场本身 是否放置通电导线 导线长度 通电电流 三 安培力的方向 栏目链接 垂直 垂直 垂直 左手定则 拇指 同一个平面 穿入 电流 四 电动机 栏目链接 安培力 栏目链接 要点一磁感应强度 栏目链接 栏目链接 例1关于磁感应强度 下列说法正确的是 栏目链接 栏目链接 变式迁移 1 单选 有一小段通电导线 长为1cm 通过的电流强度为5a 把它置于磁场中某点 受到的磁场力为0 1n 则该点的磁感应强度b一定是 a b 2tb b 2tc b 2td 以上情况都有可能 栏目链接 变式迁移 栏目链接 要点二安培力 1 安培力大小 通过实验归纳得出 电流方向跟磁场方向垂直时 电流受到的安培力最大为f bil 平行放置时安培力为0 一般情况下 电流受到的安培力介于零和最大值之间 所以f bil只适用于电流方向与磁场方向垂直的情况 2 安培力的方向 安培力方向的特点 f b f i 即f垂直b和i决定的平面 安培力f与b是垂直的关系 而不是同向的 这一点有别于电场力 在判断安培力方向时 必须首先判断磁场方向与电流方向构成的平面 从而判定出安培力在哪个方向上 然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向 栏目链接 例2如图所示 在 研究影响通电导体棒所受磁场力的因素 实验中 要使导体棒摆动幅度增大 以下操作中可行的是 a 减少磁铁的数量b 更换成磁性较弱的磁铁c 改变导体棒中的电流方向d 增大导体棒中的电流强度 栏目链接 栏目链接 栏目链接 解析 在匀强磁场中 当通电导线垂直于磁场方向放置时 所受的安培力为f bil 要使导体棒摆动幅度增大 则安培力应该增大 所以可以增在导体棒中的电流强度 d选项正确 答案 d 变式迁移 2 多选 如图所示 一导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上 并与金属导轨组成闭合回路 当回路中通有电流时 导体棒受到安培力作用 要使