高中物理 第二章 第三节 磁场对通电导线的作用课件 新人教版选修1-1

1、第二章磁场第二章磁场 第三节磁场对通电导线的作用第三节磁场对通电导线的作用 栏目链接栏目链接电磁炮的威力电磁炮的威力电磁炮利用电磁力所做的功作为发射能量，不会产生强大电磁炮利用电磁力所做的功作为发射能量，不会产生强大的冲击波和弥漫的烟雾，因而具有良好的隐蔽性电磁炮可的冲击波和弥漫的烟雾，因而具有良好的隐蔽性电磁炮可根据目标的性质和距离，调节、选择适当的能量来调整弹丸根据目标的性质和距离，调节、选择适当的能量来调整弹丸的射程电磁炮没有圆形炮管，弹丸体积小、重量轻，使其的射程电磁炮没有圆形炮管，弹丸体积小、重量轻，使其在飞行时的空气阻力很小，因而电磁炮的发射稳定性好、初在飞行时的空气阻力很小，因而

2、电磁炮的发射稳定性好、初速度高、射程远由于电磁炮的发射过程全部由计算机控制，速度高、射程远由于电磁炮的发射过程全部由计算机控制，弹头又装有激光制导或其他制导装置，所以具有很高的射击弹头又装有激光制导或其他制导装置，所以具有很高的射击精度从发射能量的成本来看，常规火炮的发射药产生每兆精度从发射能量的成本来看，常规火炮的发射药产生每兆焦耳能量需焦耳能量需10美元，而电磁炮只需美元，而电磁炮只需0.1美元而且电磁炮还可美元而且电磁炮还可以省去火炮的药筒和发射装置，故而重量轻、体积小、结构以省去火炮的药筒和发射装置，故而重量轻、体积小、结构简单，运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便简单，运输以及后

3、勤保障等方面更为安全可靠和方便 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接电磁炮的原理非常简单，电磁炮的原理非常简单，19世纪，英国科学家法拉第发世纪，英国科学家法拉第发现，位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动，同时，现，位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动，同时，如果让导线在磁场中作切割磁力线的运动，导线上也会产生如果让导线在磁场中作切割磁力线的运动，导线上也会产生电流这就是著名的法拉第电磁感应定律正是根据这一定电流这就是著名的法拉第电磁感应定律正是根据这一定律人们发明了如今广泛应用的发电机和电动机，它也是电磁律人们发明了如今广泛应用的发电机和电动机，它也是电磁炮的基本原理，或者说，电磁

4、炮不过是一种比较特殊的电动炮的基本原理，或者说，电磁炮不过是一种比较特殊的电动机，因为它的转子不是旋转的，而是作直线加速运动的炮弹机，因为它的转子不是旋转的，而是作直线加速运动的炮弹. 那么如何产生驱动炮弹的磁场，并让电流经过炮弹，使它获那么如何产生驱动炮弹的磁场，并让电流经过炮弹，使它获得前进的动力呢？一个最简单的电磁炮设计如下：用两根导得前进的动力呢？一个最简单的电磁炮设计如下：用两根导体制成轨道，中间放置炮弹，使电流可以通过三者建立回体制成轨道，中间放置炮弹，使电流可以通过三者建立回路把这个装置放在磁场中，并给炮弹通电，炮弹就会加速路把这个装置放在磁场中，并给炮弹通电，炮弹就会加速向前飞

5、出向前飞出 栏目链接栏目链接在在1980年，美国西屋公司为年，美国西屋公司为“星球大战星球大战”建造的实验电磁炮建造的实验电磁炮基本就是这样的结构它把质量为基本就是这样的结构它把质量为300克的炮弹加速到了每秒克的炮弹加速到了每秒约约4千米如果是在真空中，这个速度还可提高到每秒千米如果是在真空中，这个速度还可提高到每秒810千米，这已经超过了第一宇宙速度，具备了作为一种新型航千米，这已经超过了第一宇宙速度，具备了作为一种新型航天发射装置的理论资格天发射装置的理论资格 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接一、安培力一、安培力1安培力：通电导体在安培力：通电导体在_中受到的力称为安培中受到的力称为安

6、培力力2把一段通电直导线放在磁场里，导线方向与磁场方向把一段通电直导线放在磁场里，导线方向与磁场方向_时，它所受的安培力最大；当导线方向与磁场方向时，它所受的安培力最大；当导线方向与磁场方向_时，导线不受安培力；当导线方向与磁场方向斜交时，导线不受安培力；当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培力介于时，所受安培力介于_和和_之间之间 栏目链接栏目链接磁场磁场垂直垂直平行平行零零最大值最大值二、磁感应强度二、磁感应强度 栏目链接栏目链接安培力安培力F电流电流I导线长度导线长度LIL磁场磁场特斯拉特斯拉特特(T)磁场强弱和方向磁场强弱和方向1 m1 A1 N1 T磁场本身磁场本身是否放置通电导线是否

7、放置通电导线导线长度导线长度通电电流通电电流三、安培力的方向三、安培力的方向 栏目链接栏目链接垂直垂直垂直垂直垂直垂直左手定则左手定则拇指拇指同一个平面同一个平面穿入穿入电流电流四、电动机四、电动机 栏目链接栏目链接安培力安培力 栏目链接栏目链接要点一磁感应强度要点一磁感应强度 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接例例1 1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() 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接变变 式式迁迁 移移1(单选单选)有一小段通电导线，长为有一小段通电导线，长为1 cm，通过的电流强度为，通过的电流强度为5 A把它置于磁场中某点，受到的磁场力为把它置于磁

8、场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁，则该点的磁感应强度感应强度B一定是一定是()AB2 T BB2 TCB2 T D以上情况都有可能以上情况都有可能 栏目链接栏目链接变变 式式迁迁 移移 栏目链接栏目链接要点二安培力要点二安培力1安培力大小安培力大小通过实验归纳得出，电流方向跟磁场方向垂直时，电流通过实验归纳得出，电流方向跟磁场方向垂直时，电流受到的安培力最大为受到的安培力最大为FBIL，平行放置时安培力为，平行放置时安培力为0.一般情一般情况下，电流受到的安培力介于零和最大值之间，所以况下，电流受到的安培力介于零和最大值之间，所以FBIL只适用于电流方向与磁场方向垂直的情况只适用

9、于电流方向与磁场方向垂直的情况2安培力的方向安培力的方向安培力方向的特点：安培力方向的特点：FB、FI，即，即F垂直垂直B和和I决定的决定的平面安培力平面安培力F与与B是垂直的关系，而不是同向的这一点有是垂直的关系，而不是同向的这一点有别于电场力在判断安培力方向时，必须首先判断磁场方向别于电场力在判断安培力方向时，必须首先判断磁场方向与电流方向构成的平面，从而判定出安培力在哪个方向上，与电流方向构成的平面，从而判定出安培力在哪个方向上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向 栏目链接栏目链接例例2 2如图所示，在如图所示，在“研究影响通电导体棒所受磁场

10、力的因研究影响通电导体棒所受磁场力的因素素”实验中，要使导体棒摆动幅度增大，以下操作中可行的实验中，要使导体棒摆动幅度增大，以下操作中可行的是是()A减少磁铁的数量减少磁铁的数量B更换成磁性较弱的磁铁更换成磁性较弱的磁铁C改变导体棒中的电流方向改变导体棒中的电流方向D增大导体棒中的电流强度增大导体棒中的电流强度 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接解析：解析：在匀强磁场中，当通电导线垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，当通电导线垂直于磁场方向放置时，所受的安培力为时，所受的安培力为FBIL，要使导体棒摆动幅度增大，要使导体棒摆动幅度增大，则安培力应该增大，所以可以增在导体棒中的电流强度，则安培力应该增大，所以可以增在导体棒中的电流强度，D选项正确选项正确答案：答案：D 变变 式式迁迁 移移2(多选多选)如图所示，一导体棒放置在处于匀强磁场中的两如图所示，一导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上，并与金属导轨组成闭合回路当回路中通条平行金属导轨上，并与金属导轨组成闭合回路当回路中通有电流时，导体棒受到安培力作用要使安培力增