高二物理选修3 磁场对电流的作用 课件.ppt

人教版物理3 1 磁场对通电导线的作用力 1 新课教学 磁场对电流的作用力称为磁场力 安培力 一 安培力的方向 左手定则 伸开左手 使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直 让磁感线垂直穿入手心 四指指向电流的向 这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向 安培力f的方向总是垂直于电流i与磁感应强度b所确定的平面 f 例题关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力的方向 正确的说法是a 跟磁场方向垂直 跟电流方向平行b 跟电流方向垂直 跟磁场方向平行c 既跟磁场方向垂直 又跟电流方向垂直d 既不跟磁场方向垂直 又不跟电流方向垂直 答案c 例1 画出图中第三者的方向 注 安培力的方向总与导线垂直 与磁感应强度垂直 课堂练习 例2 画出图中通电导线棒所受安培力的方向 二 安培力的大小 1 当电流与磁场方向垂直时 f ilb b l 2 电流与磁场方向平行时 磁场对电流的作用力为零 3 当电流与磁场方向夹 角时 f ilbsin 为b与l的夹角 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 例如图所示 l 0 2cm i 0 2a b 0 5t 求该导线所受安培力是多大 方向如何 大小为10 4n 例 如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等边直角三角形的两条直角边 此时电流受到的安培力怎样求 大小多少 方向怎样 如果是一闭合回路受力又是多少 例 如图所示 等腰三角形金属线框acd放在光滑水平面上 该区域存在磁感强度b t 方向竖直向上的匀强磁场 已知 da dc lm a c 30 若线框中通以i 1a的电流 则da dc两边所受合力大小为 n 方向为 整个线框所受合力为 n 3 竖直向上 0 课堂变式练习 与地磁场有关的电磁现象问题 1 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 1 安培秤如图所示 它的一臂下面挂有一个矩形线圈 线圈共有n匝 它的下部悬在均匀磁场b内 下边一段长为l 它与b垂直 当线圈的导线中通有电流i时 调节砝码使两臂达到平衡 然后使电流反向 这时需要在一臂上加质量为m的砝码 才能使两臂再达到平衡 求磁感应强度b的大小 b 应用 与力学综合练习 例 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 答案 r 0 2 人教版物理3 1 磁场对通电导线的作用力 2 浙江常山第一中学高二物理组 1 安培力磁场对通电导线的作用力称安培力 其大小为f bilsin 其中 表示电流方向与磁感强度方向的夹角 安培力的方向可用左手定则判定 由左手定则可知 安培力f一定垂直b i所组成的平面 综合安培定则和左手定则 可以证明两同向电流互相吸引 两反向电流互相排斥 因此 螺线管通电后 在轴向上有收缩趋势 在径向上有扩张趋势 注意 当b 方向确定时 安培力f的方向也就确定了 而当f b方向确定时 i的方向不是唯一的 复习 安培力 磁场通电导线的作用 2 安培力的大小特点 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 3 安培力 磁感强度 电流三者方向关系 安培力的方向总垂直于电流和磁感线所确定的平面 已知f和b的方向 当导线的位置确定时 可唯一确定电流i的方向 已知电流i和b的方向 可用左手定则唯一确定f的方向 已知f和i的方向 磁感强度b的方向不能唯一确定 4 安培力的方向 三 磁电式电表 做一做 1 如图所示的四种情况 通电导体均置于匀强磁场中 其中通电导线不受安培力的是 巩固练习 c 电流微元法 特殊位置法 等效法分析运动 2 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 n s 导线将如何运动 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 a 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 关于mn的磁场对线框的作用 下列叙述正确的是 a 线框有两条边所受的安培力方向相同 b 线框有两条边所受的安培力大小相同 c 线框所受安培力的合力朝左 d cd所受安培力对ab边的力矩不为零 正确答案 b c 练习3 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 其流向为abcd 当闭合开关s后 线框运动情况应为 a ab向外 cd向里转动且向m靠拢b ab向里 cd向外转动且远离mc ad向外 bc向里转动且向m靠拢d ad向里 bc向外转动且远离m a 1 如图所示 在倾角为30o的斜面上 放置两条宽l 0 5m的光滑平行导轨 将电源 滑动变阻器用导线连接在导轨上 在导轨上横放一根质量为m 0 2kg的金属棒ab 电源电动势e 12v 内阻r 0 3 磁场方向垂直轨道所在平面 b 0 8t 欲使棒ab在轨道上保持静止 滑动变阻器的使用电阻r应为多大 g取10m s2 其它电阻不计 力电应用 水平放置的两个平行金属轨道相距0 2m上面有一质量为0 04kg的均匀金属棒ab 电源电动势为 v 内