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

理解教材新知 第二章磁场 随堂基础巩固 课时跟踪训练 知识点一 知识点二 把握热点考向 考向一 考向二 应用创新演练 第三节磁场对通电导线的作用 知识点三 考向三 1 通电导体在磁场中受到的力称为安培力 其大小跟磁感应强度b 导线长度l 电流 i成正比 公式f bil 其方向用左手定则判断 2 磁感应强度b反映磁场的强弱 是矢量 其大小b f il 方向是该点小磁针n极受力方向 磁感应强度的单位是特斯拉 简称特 符号t 3 左手定则 伸开左手 使拇指跟其余四指垂直 并且都跟手掌在同一个平面内 让磁感线穿入手心 并使四指指向电流的方向 拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向 自学教材 1 定义在磁场中受到的力称为安培力 通电导体 2 大小当导线方向与磁场方向时 它所受的安培力最大 此时f 当导线方向与磁场方向一致时 导线不受安培力 当导线方向与磁场方向斜交时 所受安培力介于最大值和0之间 垂直 bil 图2 3 1 3 安培力的方向安培力的方向既跟磁感应强度的方向垂直 又跟电流方向垂直 三个方向之间的关系可用左手定则判定 伸开左手 使拇指跟其余四指 并且都跟手掌在垂直 又跟电流方向垂直 三个方向之间的关系可用左手定则判定 伸开左手 使拇指跟其余四指 并且都跟手掌在 让磁感线穿入手心 并使四指指向的方向 那么 所指的方向就是通电导线所受安培力的方向 如图2 3 1所示 垂直 同一个平面内 电流 拇指 垂直 重点诠释 1 安培力大小分析通电导体在磁场中受到的安培力的大小与电流大小i 导线在磁场中的长度l 磁场的磁感应强度b以及电流方向与磁场方向有关系 1 当通电导线与磁场方向平行时 安培力f 0 2 当通电导线与磁场方向垂直时 安培力f bil 3 当通电导线与磁场方向成某一夹角 时 安培力大小f满足 0 f bil 2 安培力的方向特点 1 由左手定则可判定f i f b 但b与i不一定相互垂直 即安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面 在判断时 首先确定磁场与电流所决定的平面 从而判断出安培力的方向 2 若已知b i方向 安培力的方向唯一确定 但若已知b 或i 与安培力的方向 i 或b 的方向不唯一 1 关于磁场对通电直导线的作用力 安培力 下列说法正确的是 a 通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用b 通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场的方向垂直 c 通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直d 通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由b和i所确定的平面 解析 当一段通电直导线在磁场中平行于磁感线方向放置时 不受安培力的作用 a选项错误 据左手定则 通电直导线在磁场中所受安培力的方向既垂直于磁场方向 又垂直于电流的方向 即安培力方向总是垂直于磁场和电流所确定的平面 b c d选项正确 答案 bcd 自学教材 1 定义一段通电直导线放在磁场里 所受的与导线中的电流和导线的长度的的比值 叫磁感应强度 垂直 安培力 乘积 特斯拉 t 4 矢量性磁感应强度不仅有大小 还有方向 是矢量 小磁针的极在磁场中某点受力的方向 就是这点磁感应强度的方向 n 重点诠释 1 磁感应强度是反映磁场本身特性的物理量 是由磁场本身决定的 与磁场中是否引入电流无关 与引入的电流是否受力无关 3 磁感应强度b的大小反映了磁场的强弱 b越大 表示该点磁场越强 b的方向即该点磁场的方向 与安培力f的方向垂直 4 磁感应强度是矢量 其方向即是磁场的方向 即小磁针静止时n极的指向 也是小磁针n极受磁场力的方向 2 匀强磁场中有一段长为0 2m的直导线 它与磁场方向垂直 当通过3a的电流时 受到6 0 10 2n的磁场力 则磁场的磁感应强度是 t 当导线长度缩短一半时 磁场的磁感应强度是 t 当通入的电流加倍时 磁场的磁感应强度是 t 答案 0 10 10 1 自学教材 1 原理通电线圈在磁场中受到作用发生转动 安培力 2 主要构造各种电动机都有和 其中是电动机中固定不动的部分 可以是线圈 也可以是 是电动机中转动的部分 直流电动机中还有和整流子 可以将电流持续地提供给线圈 定子 转子 定子 磁体 转子 电刷 3 如图2 3 2所示的四幅图中 能说明电动机工作原理的是 图2 3 2 解析 电动机是通电导体在磁场中受安培力作用的具体应用 所以只有c项符合 答案 c 例1 如图2 3 3所示 在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线 电流为i 磁感应强度为b 求各导线所受到的安培力f的大小 图2 3 3 思路点拨 因各图中的i b 故可用公式f bil计算安培力的大小 但应注意公式中 l 的选取 同理 c图中 导线的有效长度为线段ab f 2bir 由对安培力的理解知d图中f 0 答案 见解析 由d图可知 任何通电闭合线圈在磁场中 所受的安培力都等于零 1 一根长0 1m 通有电流1 8a的导线 放在磁感应强度为0 2t的匀强磁场中 受到的磁场力大小可能为 a 0 01nb 0 04nc 0 1nd 0 2n 解析 当导线垂直于磁场放置时 受的磁场力最大fm bil 0 036n 所以只有a正确 答案 a 例2 图2 3 4表示的是磁场对直线电流的作用 其中正确的是 图2 3 4 思路点拨 解此题要依据左手定则 注意四指指向电流方向 磁感线穿过手心 解析 根据左手定则 可以判断b中安培力方向向左 c中安培力方向向下 b c项错误 a d正确 答案 ad 电流和磁场可以不垂直 但安培力必然和电流方向垂直 也和磁场方向垂直 用左手定则时 磁感线不一定垂直穿过手心 只要不从手背穿过就行 2 如图2 3 5所示 其中a b图已知电流和其所受磁场力的方向 试在图中标出磁场方向 c d图已知磁场和它对电流作用力的方向 试在图中标出电流方向 图2 3 5 解析 已知电流i 磁场b 安培力f三个中的两个方向 确定第三个的方向 我们只要利用左手定则即可 答案 a图磁场方向垂直纸面向外 b图磁场方向在纸面内垂直f斜向下 c d图电流方向均垂直于纸面向里 解析 根据磁感应强度的定义 通电导线应为 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线 只有在这个方向上导线所受的安培力才最大 故a错误 当通电导线与磁场方向平行时 不受安培力作用 故b选项错误 在磁场源稳定的情况下 磁场内每一点的磁感应强度是唯一确定的 与放入该处的检验电流无关 c正确 由左手定则可确定 安培力的方向与磁感应强度的方向垂直 故d错误 答案 c 3 关于磁感应强度的下列说法中 正确的为 a 磁感应强度是用来描述磁场强弱和方向的物理量b 磁场中某处小磁针n极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 c 若有一小段长为l 通电电流为i的导体 在磁感应强度为b的磁场中某点受到的磁场力为f 则一定有f bild 磁感应强度b