学沪科版选修31 5.4 探究安培力 课件（1）（26张）.ppt

磁场对电流的作用力称为安培力 3 3探究安培力 一 安培力的方向 实验与探究p78 猜想 安培力的方向与哪些因素有关 实验 先思考实验中如何改变磁场的方向和电流的方向 一 安培力的方向 1 当通电导线方向与磁场方向平行时 通电导线所受的安培力 为零 一 安培力的方向 2 探究当通电导线方向与磁场方向垂直时 通电导线所受的安培力 一 安培力的方向 水平向右 水平向左 水平向右 水平向左 结论 安培力方向既与磁场方向垂直 也与电流方向垂直 左手定则 伸开左手 使大拇指跟其余四个手指垂直 并且都跟手掌在同一个平面内 把手放入磁场 让磁感线垂直穿过手心 让伸开的四指指向电流方向 那么大拇指所指方向就为安培力方向 一 安培力的方向 例题1 画出图中安培力的方向 答案 由左手定则作答 例题2 画出图中通电导线棒所受安培力的方向 答案 由左手定则作答 二 探究安培力的大小 实验方法 控制变量法 猜想 安培力的大小与哪些因素有关 1 电流的大小 2 通电导线的长度 3 磁场的强弱 4 磁场方向与电流方向关系 1 当通电导线方向与磁场方向平行时 通电导线所受的安培力的大小为零 2 当通电导线方向与磁场方向垂直时 通电导线所受的安培力的大小 3 当通电导线方向与磁场方向斜交 即有一定的夹角 时 通电导线所受的安培力的大小 最大 介于最大值和零之间 二 探究安培力的大小 实验探究 二 探究安培力的大小 实验结论 实验1 当通电导线长度一定时 安培力与电流的关系 实验2 当电流一定时 安培力与通电导线的长度关系 只研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下 结论 通电导线在同一磁场中受到的安培力大小 与导线长度和电流 的有关 f il 三 磁感应强度 定义 物理学规定 通电导线与磁场方向垂直时 通电导线所受的安培力f与跟电流i和导线长度l的乘积il的比值 用b表示 定义式 b f il 单位 特 特斯拉 t1t 1n a m 性质 矢量 方向与磁场的方向相同 物理意义 描述磁场强弱的物理量 比值定义 磁感线的分布可形象地看出磁感应强度的方向和大小 磁感线上每一点的都与该点磁感应强度的方向一致 磁感线的表示磁感应强度的大小 三 磁感应强度 匀强磁场 磁场强弱 方向处处相等的磁场 切线方向 疏密程度 思考 什么叫匀强磁场 例题 下列说法正确的是 a 磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定 把一小段通电导线放在该点 受到的磁场力f与该导线的长l 通过的电流i乘积的比值 即b f ilb 通电导线在某点不受磁场力的作用 则该点的磁感应强度一定为零c 磁感应强度b f il只是定义式 它的大小取决于场源以及导线在磁场中的位置 与f i l以及通电导线在磁场中的方向无关d 通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向 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 只有在这个方向导线所受磁场力才最大 本题选项a未注明导线放置的方向 所以是错误的 通电导线若放置方向与电流平行时 也不受磁场力作用 所以选项b也是错误的 在磁场场源稳定的情况下 磁场内各点的磁感应强度 含大小和方向 都是唯一确定的 与放入该点的检验电流的大小 方向等无关 选项c正确 根据左手定则 磁场力方向与磁感应强度的方向垂直 选项d错误 答案 c 四 安培力的计算 1 当b与i垂直 2 思考 当b与i不垂直 f 安培力方向 同时垂直于电流方向和磁场方向 f bil 例题 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 解 由闭合电路欧姆定律 由平衡条件得 fcos mgsin 棒所受安培力 f bil代入数据可求得 r 0 2欧姆 课堂小结 1 安培力的方向 用左手定则判定 安培力方向既与通电导线方向垂直 也和磁感应强度方向垂直 2 安培力的大小 在匀强磁场中 1 当b方向与导线方向平行时 f 0 2 当b方向与导线方向垂直时 f bil 3 当b方向与导线方向斜交时 f bilsin03 磁感应强度b b f il 物理意义 描述磁场强弱的物理量 磁通量 定义 在磁感应强度为b的匀强磁场中 有一个与磁场方向垂直面积为s的平面 则磁感应强度b与面积s的乘积叫做磁通量 简称磁通 定义式 bs 单位 韦 伯 wb1wb 1t m2 性质 标量 但有正负 形象表述 穿过这个面的磁感线条数 注意 磁通量是标量 但有正负 当磁感线从某一平面穿入时 若规定 为正值 则磁感线从另一面穿入时 为负值 磁通量是表示穿过某平面的磁感线条数的多少 在今后的应用中往往会根据穿过平面的净磁感线条数的多少来定性判断穿过该面的 的大小 变形 磁感应强度大小等于穿过单位面积的磁通量 因此磁感应强度大小也叫做磁通密度 单位wb m2 磁通量的计算 当b与s垂直时 当b与s不垂直时 bs 例题 下列各种说法中 正确的是 a 磁通量很大 而磁感应强度可能很小 b 磁感应强度越大 磁通量也越大 c 磁通量小 一定是磁感应强度小 d 磁感应强度很大 而磁通量可能为零 答案 ad 例题 如下图所示 框架面积为s 框架平面与磁感应强度为b的匀强磁场方向垂直 则穿过平面的磁通量为 若使框架绕oo 转过60 角 则穿过线框平面的磁通量为 若从初始位置转过90 角 则穿过线框平面的磁通量为 若从初始位置转过180 角 则穿过线框平面的磁通量变化为 解析 在图示位置时 磁感线与线框平面垂直 bs 当框架绕oo 轴转过60 时可以将原图改画