5.4探究安培力.pptx

第五章磁场 4探究安培力 第一课时 学习目标1 知道什么是安培力 了解安培力的应用 2 掌握左手定则 会用它判断安培力的方向 3 掌握安培力的公式F ILBsin 并会进行有关计算 一 安培力的方向 探究影响安培力的因素按照如图1所示进行实验 1 上下交换磁极的位置以改变磁场方向 导线受力的方向是否改变 答案 受力的方向改变 图1 2 改变导线中电流的方向 导线受力的方向是否改变 受力的方向改变 安培力的方向与磁场方向 电流方向有关 仔细分析实验结果 试画出下述实验结果的切面图 说明安培力的方向与磁场方向 电流方向有怎样的关系 I I 向内运动 向外运动 I 向外运动 安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直 即垂直于电流和磁场所在的平面 F B I方向关系遵循左手定则 安培力的方向判定 1 左手定则 伸开左手 使拇指与其余四个手指 并且都与手掌在同一平面内 让磁感线从进入并使四指指向 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 2 说明 F B F I 即F垂直于 磁场方向和电流方向不一定垂直 用左手定则判断安培力方向时 磁感线只要从掌心进入即可 不一定垂直穿过掌心 掌心 电流的方向 B I决定的平面 图2 垂直 一 安培力的方向 例1画出图6中各磁场对通电导线的安培力的方向 答案 解析 图6 F F F F F F 二 安培力的大小 1 在图3所示的实验中 探究安培力的大小与磁场强弱 电流大小 导线长度的关系 在B L一定时 增大电流I 导线受力怎么变化 图3 安培力变大 实验中如何改变导线长度L 在B I一定时 增大导线的长度L 导线受力怎么变化 分别将不同的接点连入电路安培力变大 2 长为l的一段导线放在磁场B中 通以电流I 当导线按以下两种方式放置时 所受磁场的作用力分别是多大 导线和磁场垂直放置 F IlB 导线和磁场平行放置 F 0 3 当导线和磁场方向的夹角为 时 如何计算安培力的大小 垂直导线方向 B1 Bsin F1 ILBsin 沿导线方向 B2 Bcos F2 0 将磁感应强度B沿导线方向和垂直导线方向进行分解 F F1 ILBsin 1 如图甲 I B 此时安培力最大 F 2 如图乙 I B 此时安培力最小 F 3 如图丙 当I与B成 角时 把磁感应强度B分解 如图丁 此时F ILB 0 ILBsin 同一通电导线 按不同方式放在同一磁场中 受力情况不同 如图4所示 图4 例2 如图2所示 已知导体棒中通有电流I 导线长度为L 磁场磁感应强度为B 当导体棒按下面几种方式放置时 写出导体棒所受安培力的大小 0 图2 ILB ILB ILB 0 垂直纸面向外 F F 达标检测 3 1 下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力 其中正确的是 答案 1 2 3 4 F 0 F F 2 如图所示 长度为10cm的一段直导线AB 与磁场方向垂直地放置在磁感应强度B 3 10 2T的匀强磁场中 今在导线中通以10A的电流 方向自B向A 求 1 导线受到的磁场力的大小和方向 2 如果在AB的竖直面上 导线以固定点O为转动轴 设OA 3OB 由图中位置按顺时针方向转过60 角时 导线受到的磁场力的大小和方向 2 导线所受磁场力的大小导线所受磁场力的大小F BILsin 3 10 2 10 0 1 cos60 N 1 5 10 2N 方向垂直于纸面向外 解析 1 导线所受磁场力的大小F BIL 3 10 2 10 0 1N 3 10 2N 方向垂直于纸面向外 600 3 如图11 两根绝缘细线吊着一根铜棒 空间存在垂直纸面向里的匀强磁场 棒中通有向右的电流时两线上拉力大小均为F1 若棒中电流大小不变方向相反 两线上的拉力大小均为F2 且F2 F1 则铜棒所受安培力大小为 A F1 F2B F2 F1C 2F1 2F2D 2F1 F2 答案 解析 1 2 3 4 图11 设铜棒的重力为G 所受安培力的大小为F 则由平衡条件得 2F1 G F 当电流反向时 安培力变为竖直向下 此时同样根据铜棒受力平衡有 2F2 G F 由