粤教版高中物理课件：第三节 探究安培力

1、第三节第三节 探究安培力探究安培力 学法指导：阅读教材学法指导：阅读教材80-8380-83页，思考回答以下问题。时间：页，思考回答以下问题。时间：10 10分钟。分钟。 1.1.如何定义安培力？如何定义安培力？ 2. 2. 当电流与磁场方向垂直时怎样确定安培力方向？安培力的方向当电流与磁场方向垂直时怎样确定安培力方向？安培力的方向 与哪些因素有关？安培力的方向跟电流的方向、磁场方向之间有什与哪些因素有关？安培力的方向跟电流的方向、磁场方向之间有什 么关系？么关系？ 3.3.分别分析分别分析当电流与磁场方向平行、电流与磁场斜交、电流与磁场当电流与磁场方向平行、电流与磁场斜交、电流与磁场 垂直时

2、安培力的大小情况？电流与磁场垂直时垂直时安培力的大小情况？电流与磁场垂直时安培力大小的计算公安培力大小的计算公 式是什么？式是什么？ 4.4.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向。还有哪个物理量可以磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向。还有哪个物理量可以 描述磁场？磁感应强度的定义和定义式分别是什么？描述磁场？磁感应强度的定义和定义式分别是什么？ 5 5。磁通量的定义和定义式分别是什么？单位是什么？。磁通量的定义和定义式分别是什么？单位是什么？ 磁场对电流的作用力磁场对电流的作用力 安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直。据左手定则来判定安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直。据左

3、手定则来判定 （1 1）当）当B B方向与导线方向平行时：方向与导线方向平行时：F=0F=0 （2 2）当）当B B方向与导线方向垂直时：方向与导线方向垂直时：F=BILF=BIL （3 3）当）当B B方向与导线方向斜交时：方向与导线方向斜交时：F=BILsinF=BILsin B B 定义式：定义式： IL F B 实验 次数 磁场方向电流方向 安培力的方向图 1 向下 垂直于纸 面向外 2 垂直于纸 面向里 3 向上 垂直于纸 面向里 4 垂直于纸 面向外 结论：结论：安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直。安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直。 I I I I I I I

4、 I 水平向右水平向右 水平向左水平向左 水平向右水平向右 水平向左水平向左 F F F F FB FI 安培力安培力F、磁感应强度、磁感应强度B、电流、电流I三者的方向关系三者的方向关系: : F垂直于电流与磁场所在的平面垂直于电流与磁场所在的平面. 而而B与与I不一定垂直不一定垂直 F 伸开左手，使大拇指跟其余四伸开左手，使大拇指跟其余四 指垂直，并且与手掌在同一指垂直，并且与手掌在同一 平面内，让磁感线平面内，让磁感线从掌心进从掌心进 入入，并使四指指向电流的方，并使四指指向电流的方 向，这时拇指所指的方向就向，这时拇指所指的方向就 是通电导线在磁场中所受安是通电导线在磁场中所受安 培力

5、的方向。培力的方向。 安培力的方向安培力的方向 磁感应强度磁感应强度 【定义】【定义】物理学规定，通电导线与磁场方向垂直时，通电物理学规定，通电导线与磁场方向垂直时，通电 导线所受的安培力导线所受的安培力F F与跟电流与跟电流I I和导线长度和导线长度L L的乘积的乘积ILIL的比的比 值。（用值。（用B B表示）表示） 【定义式】【定义式】 B=F/ILB=F/IL 【单位】【单位】 特（特斯拉）特（特斯拉）T T 1 1T T1 1N/N/( (AmAm) ) 【性质】【性质】矢量，方向与磁场的方向相同。矢量，方向与磁场的方向相同。 【物理意义】【物理意义】描述磁场强弱的物理量。描述磁场强

6、弱的物理量。 （比值定义）（比值定义） 同一磁场中，不管电流同一磁场中，不管电流I和导线长度和导线长度L怎样变化，怎样变化，比值比值 F/IL总是确定的；总是确定的； 不同的磁场中，不同的磁场中，比值比值F/IL一般是不同的；一般是不同的； 磁磁 通通 量量 【定义】【定义】在磁感应强度为在磁感应强度为B B的的 匀强磁场中，有一个与磁场方匀强磁场中，有一个与磁场方 向垂直面积为向垂直面积为S S的平面，则磁的平面，则磁 感应强度感应强度B B与面积与面积S S的乘积叫做的乘积叫做 磁通量，简称磁通。磁通量，简称磁通。 【定义式】【定义式】=BS =BS 【单位】【单位】 韦（伯）韦（伯） W

7、bWb 1 1WbWb1 1TmTm2 2 【性质】【性质】标量，但有正负。标量，但有正负。 【形象表述】【形象表述】穿过这个面的磁感线条数。穿过这个面的磁感线条数。 磁通量的计算磁通量的计算 当当B B与与S S垂直时：垂直时：当当B B与与S S不不垂直时：垂直时： =BS =BS =BScos0 =BScos0 画出图中直导线受到的安培力方向画出图中直导线受到的安培力方向 F F F F 下面的各图显示了磁场对通电直导线的作用，其中正确的是（下面的各图显示了磁场对通电直导线的作用，其中正确的是（ ） C 把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于把一小段通电直导线放入磁场中

8、，导线受到安培力的作用，关于 安培力的方向，下列说法正确的是（安培力的方向，下列说法正确的是（ ） A.安培力的方向一定跟磁场方向相同安培力的方向一定跟磁场方向相同 B.安培力的方向一定跟磁场方向垂直，但不一定跟电流方向垂直安培力的方向一定跟磁场方向垂直，但不一定跟电流方向垂直 C.安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁场方向垂直安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁场方向垂直 D.安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁场方向垂直安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁场方向垂直 如下图，请解释：如下图，请解释： 当两条平行直导线通过相同电流时，导线之间的关系是吸引；当两条平

9、行直导线通过相同电流时，导线之间的关系是吸引； 当两条平行直导线通过相反电流时，导线之间的关系是排斥；当两条平行直导线通过相反电流时，导线之间的关系是排斥； 右手定则判断磁场方向 左手定则判断安培力方向 关于磁感应强度，下列说法正确的是（关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ） A.A.在磁场中某确定位置，在磁场中某确定位置，B B与与F F成正比，与成正比，与I I、L L的乘积成反比的乘积成反比 B.B.磁感线的指向就是磁感应强度的方向磁感线的指向就是磁感应强度的方向 C.C.垂直磁场放置的通电导线的受力方向即是磁感应强度的方向垂直磁场放置的通电导线的受力方向即是磁感应强度的方向 D.D.磁

10、感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、 导线长度、导线取向无关导线长度、导线取向无关 D 6.6.两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，两条导线互相垂直，但相隔一小段距离， 其中其中abab固定，固定，cdcd可以自由活动，当通以如可以自由活动，当通以如 图所示电流后，图所示电流后，cdcd导线将（）导线将（） A.A.顺时针方向转动，同时靠近顺时针方向转动，同时靠近abab B.B.逆时针方向转动，同时离开逆时针方向转动，同时离开abab C.C.顺时针方向转动，同时离开顺时针方向转动，同时离开abab D.D.逆时针方向转动

11、，同时靠近逆时针方向转动，同时靠近abab a b cd D 7.7.如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电 流流, ,线圈将会线圈将会( )( ) A.A.纵向收缩纵向收缩, ,径向膨胀径向膨胀 B.B.纵向伸长纵向伸长, ,径向膨胀径向膨胀 C.C.纵向伸长纵向伸长, ,径向收缩径向收缩 D.D.纵向收缩纵向收缩, ,径向收缩径向收缩 纵向 8.8.把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来, ,使使 它的下端刚好跟杯里的水银面接触它的下端刚好跟杯里的水银面接触, ,并使它组并使它组 成如图所示的电路成如图所示的电路, ,当开

12、关接通后当开关接通后, ,将看到的现将看到的现 象象 是是( )( ) A.A.弹簧向上收缩弹簧向上收缩 B.B.弹簧被拉长弹簧被拉长 C.C.弹簧上下振动弹簧上下振动 D.D.弹簧仍静止不动弹簧仍静止不动 S 9.9.如图所示，通电直导线如图所示，通电直导线A A与贺形通电导线环与贺形通电导线环 B B固定放置在同一水平面上固定放置在同一水平面上, ,通有如图所示的电通有如图所示的电 流时流时, ,通电直导线受到水平向通电直导线受到水平向 的安培的安培 力作用力作用. .当当A A、B B中电流大小保持不变中电流大小保持不变, ,但同时但同时 改变方向时改变方向时, ,通电直导线通电直导线A

13、 A所受的安培力方向水所受的安培力方向水 平向平向 . . A I B I B a c b I 10. 10. 如图所示，直角三角形如图所示，直角三角形abcabc组成的导线框组成的导线框 内通有电流内通有电流I I1A1A，并处在方向竖直向下的匀强，并处在方向竖直向下的匀强 磁场磁场B B2T2T中，中，ac=40cmac=40cm， ，求三角形框，求三角形框 架各边所受的安培力。架各边所受的安培力。 o a30 NF bc 0 NFF acab 69. 0 11.11.导线导线abcabc为垂直折线为垂直折线, ,其中电流为其中电流为I I， ab=bc=L,ab=bc=L,导线所在的平面与匀强磁场垂直导线所在的平面与匀强磁场垂直, , 匀强磁场的磁感应强度为匀强磁场的磁感应强度为B,B,求导线求导线abcabc所受所受 安培力的大小和方向安培力的大小和方向. . a bc BILF abc 2 BILFab BILF bc 如图所示，两平行光滑导轨相距如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m0.2m，与，与 水平面夹角为水平面夹角为45450 0，金属棒，金属棒MNMN的质量为的质量为0.1kg0.1kg，处在，处在 竖直向上磁