高中物理选修磁场对通电导线的作用力课件

1、第三章磁场第三章磁场第四节磁场对通电导线的作用力第四节磁场对通电导线的作用力复习复习通电导线受到的磁场力与哪些因素有关？通电导线受到的磁场力与哪些因素有关？当通电导线与磁场当通电导线与磁场垂直垂直时，时，演示：按照右图所示进行实验。演示：按照右图所示进行实验。1 1、改变导线中电流的方向，观、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。察受力方向是否改变。通电导线在磁场中受到的力称为安培力通电导线在磁场中受到的力称为安培力一、安培力的方向一、安培力的方向IBF2 2、上下交互磁场的位置以改变磁、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化场的方向，观察受力方向是否变化FIBFIBI

2、BF伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线四指垂直，让磁感线手心，四指指向电流的方手心，四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。 BIFI安培力安培力F 的方向总是垂的方向总是垂直于电流直于电流I 与磁感应强与磁感应强度度B 所确定的平面所确定的平面 BFBB 关于垂直于磁场方向的通电直导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

3、跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直直D既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直向垂直 答案答案CFIBFIBBBIFBI3 0FFIIIBBB画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论: :FFF同向电流F反向电流1.1.当电流与磁场方向垂直时当电流与磁场方

4、向垂直时: :BIF2、电流与磁场方电流与磁场方向平行时，磁场向平行时，磁场对电流的作用力对电流的作用力为零为零NSI问题问题: :如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？B BIIB B0o0F 90OFIBL把磁感应强度把磁感应强度B B分解为两个分量：分解为两个分量：一个分量与导线垂直一个分量与导线垂直 B B1 1= =BsinBsin另一分量与导线平行另一分量与导线平行 B B2 2= =BcosBcos平行于导线的分量平行于导线的分量B B2 2不对通电导线产生作不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由用力，通电导线所受作用力仅由B B1 1决定决定即即F=ILBF=

5、ILB1 1F=F=ILBsinILBsinB B2 2B B1 1将将B B1 1= =BsinBsin代入得代入得通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况的情况3.3.当电流与磁场方向夹角为当电流与磁场方向夹角为时时: :3.3.当电流与磁场方向夹角为当电流与磁场方向夹角为时时: :BFBB对公式的理解对公式的理解不仅与B、I、L大小有关，还与放置方式有关L是有效长度，不一定是导线实际长度如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等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

6、少？方向怎样？两力的合力大小方向怎样求？大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向怎样？如果电流沿怎样？如果电流沿ab边从边从a到到b，ab边受安培力多大？边受安培力多大？如果是一闭合回路如果是一闭合回路受力又是多少受力又是多少?说说下面各图的有效长度如图所示，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，求该导线所受安培力是多大？方向如何？向如何？I大小为大小为110-4N人教版物理人教版物理3-1第第2课时课时 （1）安培力）安培力 磁场对通电导线的作用力称安培力，磁场对通电导线的作用力称安培力，其大小为其大小为 F =BILsin， 其中其中表示电流方向

7、与磁感强度方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：安培力则判定由左手定则可知：安培力F一定垂直一定垂直B、I所组成的平面所组成的平面 综合安培定则和左手定则，可以证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；在径向上有扩张轴向上有收缩趋势；在径向上有扩张趋势趋势 注意：当注意：当B，方向确定时，安培，方向确定时，安培力力F的方向也就确定了，而当的方向也就确定了，而当F、B方方向确定时，向确定时，I

8、的方向不是唯一的的方向不是唯一的复习复习: :安培力安培力-磁场通电导线的作用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、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安培力的方向总垂直于电流和磁感线所确定的平面已知已知F和和B的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定电流的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定电流I的方向的方向已知电流已知电流I和和B的方向，可用左手定则唯一确定的方向，可用左手定则唯一确定F的方向的方向已知已知F和和I的方向，磁感强度的方向，

9、磁感强度B的方向不能唯一确定的方向不能唯一确定做一做做一做1 1、如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场、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中，其中通电导线不受安培力的是（ ）巩固练习巩固练习CNS电流微元法、特殊位置法、等效法分析运动电流微元法、特殊位置法、等效法分析运动2 2 、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正、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中央的上方固定一根直导线MNMN，导线与磁场垂直，导线与磁场垂直，给导线通以由给导线通以由N N向向M M的电流，则的电流，则( )( )A. A. 磁铁对桌面压力减小

10、，不受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B. B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用C. C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用D. D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用ANS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

11、ABD、逆时针方向转动，同时靠近导线ABABCDIIA练习练习2通电矩形导线框通电矩形导线框abcd与无限与无限长通电直导线长通电直导线MN在同一平面内，在同一平面内，电流方向如图所示，电流方向如图所示，ab边与边与NM平平行。关于行。关于MN的磁场对线框的作用，的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（ ）A、线框有两条边所受的安培力方、线框有两条边所受的安培力方向相同；向相同；B、线框有两条边所受的安培力大、线框有两条边所受的安培力大小相同；小相同；C、线框所受安培力的合力朝左；、线框所受安培力的合力朝左；D、cd所受安培力对所受安培力对ab边的力矩不边的力矩不为零；为零；M

12、NabcdI1I2正确答案：正确答案：B、CMNI1BabcdI2练习练习3 ：如图所示，固定螺线管：如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线右侧有一正方形线框框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为，线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭，当闭合开关合开关S后，线框运动情况应为后，线框运动情况应为（ ）Aab向外，向外，cd向里转动且向向里转动且向M靠拢靠拢Bab向里，向里，cd向外转动且远离向外转动且远离MCad向外，向外，bc向里转动且向向里转动且向M靠拢靠拢Dad向里，向里，bc向外转动且远离向外转动且远离MA1 1 、如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为3030o o的斜面上，放置

13、两条宽的斜面上，放置两条宽L L0.5m0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接的光滑平行导轨，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在导轨上，在导轨上横放一根质量为m m0.2kg0.2kg的金属棒的金属棒abab，电源电动势，电源电动势E E12V12V，内阻，内阻r r0.30.3，磁场方向垂直，磁场方向垂直轨道所在平面，轨道所在平面，B B0.8T0.8T。欲使棒。欲使棒abab在轨道上保持静止，在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻滑动变阻器的使用电阻R R应为多大？（应为多大？（g g取取10m/s10m/s2 2，其它，其它电阻不计）电阻不计）B