高二物理磁场对通电导线的作用力课件新人教版选修3.ppt

4 磁场对通电导线的作用力 单县五中吴军跃 4 磁场对通电导线的作用力 单县五中吴军跃 复习 1 磁感应强度的表达形式 2 安培定则的内容 b 直线电流的磁场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 环形电流的磁场 通电螺线管的磁场 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 请欣赏视频 请同学们欣赏视频 一 安培力的方向 演示 按照右图所示进行实验 1 上下交互磁场的位置以改变磁场的方向 观察受力方向是否变化 2 改变导线中电流的方向 观察受力方向是否改变 通过这两种情况的分析 我们实际上已经了解了导线受力的方向与磁场方向 电流方向的关系 你能用简洁的方法表示这个关系吗 x f y b z i o i f b 实验模拟 安培力方向垂直于电流和磁场方向 即垂直于电流和磁场所在的平面 看学案 左手定则 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平面内 让磁感线从掌心进入 并使四指指向电流的方向 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 四指电流 磁感线穿手心 大拇指受力 注意 x f y b o i f b z i f 例题1判定以下通电导线所受安培力的方向 a b c d 例题2 如图所示 两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用 在什么情况下两条导线相互吸引 什么情况下相互排斥 请你运用学过的知识进行讨论并做出预测 然后用实验检验你的预测 区别安培定则与左手定则 分析 i i f 分析 电流方向相同 电流方向相反 i i 1 2 3 4 实验结论 电流方向相反时 将会排斥 电流方向相同时 将会吸引 填在学案上 二 安培力的大小 1 垂直时f ilb 2 平行时f 0 3 如果既不平行也不垂直呢 二 安培力的大小 把磁感应强度b分解为两个分量 一个分量与导线垂直b1 bsin 另一分量与导线平行b2 bcos 平行于导线的分量b2不对通电导线产生作用力 通电导线所受作用力仅由b1决定 即f ilb1 将b1 bsin 代入得 f ilbsin b2 b1 在中学阶段 f ilbsin 仅适用于匀强磁场 二 安培力的大小 1 在匀强磁场中 在通电直导线与磁场方向垂直的情况下 导线所受安培力f等于磁感应强度b 电流i和导线的长度l三者的乘积 即 f ilb 2 平行时 f 0 3 公式 f ilbsin 表示磁场方向与电流方向间的夹角 在中学阶段 f ilbsin 仅适用于匀强磁场 i a b 例3 如图所示 在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬在水平位置上 金属棒长l 0 5m 质量m 0 01kg b 0 4t 欲使悬线的张力为零 求金属棒中的电流的大小与方向 g 10m s2 解 欲使悬线张力为零 由题意分析知 安培力应与重力平衡 金属棒受力如图f mg 1 方向向上 由安培力公式得 f bil 2 由 1 2 得 由左手定则知 电流由a流向b 例题 如图所示 直角三角形abc组成的导线框内通有电流i 1a 并处在方向竖直向下的匀强磁场b 2t中 ac 40cm 求三角形框架各边所受的安培力 例题 长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中 电流的强度为1a 受到磁场作用力的大小为2n 则磁感应强度b a b 10tb b 10tc b 10td 不能确定 b 三 磁电式电流表 1 磁电式电流表由哪些基本部分组成 最基本的是哪些部分 2 这些基本组成部分哪些是可以动的 哪些是固定的 3 你可以简述磁电式电流表的工作原理吗 看学案 磁点式电流表的结构和工作原理 三 磁电式电流表 1 磁电式电流表的构造 刻度盘 指针 蹄形磁铁 极靴 软铁制成 螺旋弹簧 线圈 圆柱形铁芯 软铁制成 最基本的是磁铁和线圈 铁芯 线圈和指针是一个整体可以转动 2 三 磁电式电流表的特点 1 表盘的刻度均匀 i 2 灵敏度高 但过载能力差 小结 1 安培力方向判定 左手定则 2 安培力大小计算 f ilbsin 3 磁电式电流表的结构与工作原理 做人要象蜡烛一样 在有限的一生中有一份热发一份光 给人一光明 给人以温暖 再见 例题 如图所示