201x-201x高中物理 3.3探究安培力 粤教版选修

1、整理课件第三节探究安培力第三节探究安培力整理课件知识解惑知识解惑整理课件知识点一知识点一 安培力的方向安培力的方向1安培力：磁场对电流的作用力安培力：磁场对电流的作用力2决定安培力方向因素：电流方向和磁感应强度决定安培力方向因素：电流方向和磁感应强度方向方向(用左手定则判断用左手定则判断)3左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，大拇指所指方向就是通电导向电流的

2、方向，那么，大拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向线在磁场中所受的安培力的方向整理课件 (1)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、I决定的平面决定的平面(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可以用左仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可以用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心穿过手心整理课件尝试应用尝试应用1如图所示如图所示，图中标出了磁场图中标出了磁场B的方向、通电直导线中的方向、通电直导线中电流电

3、流I的方向的方向，以及通电直导线所受磁场力以及通电直导线所受磁场力F的方向的方向，其其中正确的是中正确的是(C)解析：解析：根据左手定则根据左手定则，A项中的安培力方向为向下项中的安培力方向为向下，B项项中的安培力为零中的安培力为零，C项中的安培力方向向下项中的安培力方向向下，D项中的安项中的安培力方向垂直纸面向外培力方向垂直纸面向外，所以所以C项正确项正确整理课件知识点二知识点二 安培力大小安培力大小整理课件注意：注意：磁感应强度反映磁场本身的特征磁感应强度反映磁场本身的特征，其值决定于其值决定于磁场其值与放入的检验电流的电流大小、导线长度、磁场其值与放入的检验电流的电流大小、导线长度、摆放

4、方向、检验电流是否受到磁场力及检验电流是否摆放方向、检验电流是否受到磁场力及检验电流是否存在等均无关系存在等均无关系2安培力大小计算安培力大小计算(1)当当B、I、L两两垂直时，两两垂直时，FBIL.(2)若若B与与I(L)夹角为夹角为，则，则FBILsin .当通电导线与磁当通电导线与磁场垂直时，导线所受安培力最大，场垂直时，导线所受安培力最大，FmaxBIL，当通电，当通电导线与磁场平行时，导线所受的安培力最小，导线与磁场平行时，导线所受的安培力最小，Fmin0.整理课件 (3)弯曲导线的有效长度弯曲导线的有效长度L，等于两端点所连直线的，等于两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿长度，相

5、应的电流方向沿L由始端流向末端由始端流向末端如图如图(1)所示所示；任意形状的闭合线圈，其有效长度；任意形状的闭合线圈，其有效长度L0，所，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零定为零如图如图(2)所示所示整理课件(4)公式的适用条件：匀强磁场公式的适用条件：匀强磁场3匀强磁场匀强磁场在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度大小和方向都相同，这个区域内的磁场叫匀强磁场在匀强方向都相同，这个区域内的磁场叫匀强磁场在匀强磁场中，磁感线是一组平行且等距的直线磁场中，磁感线是一组平行且等距的直线整理

6、课件尝试应用尝试应用2一根长一根长0.2 m、通有、通有2.0 A电流的通电直导线电流的通电直导线，放放在磁感强度为在磁感强度为0.50 T的匀强磁场中的匀强磁场中，受到安培力大小受到安培力大小不可能是不可能是(D)A0 NB0.10 NC0.20 ND0.40 N整理课件1定义：磁感应强度定义：磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积与垂直于磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量的乘积叫做穿过这个面的磁通量2定义式：定义式：BS.注意：公式注意：公式BS中的中的B应是匀强磁场的磁感应强应是匀强磁场的磁感应强度度，S是与磁场方向垂直的面积是与磁场方向垂直的面积，因此可以理解为因此可以理解为BS

7、.如果平面与磁场方向不垂直如果平面与磁场方向不垂直，应把面积应把面积S投影到与磁场垂直的方向上投影到与磁场垂直的方向上，求出投影面积，求出投影面积S，代入到代入到BS中计算中计算，应避免硬套公式应避免硬套公式BSsin 或或BScos .整理课件3单位单位在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦符号：符号：Wb，1 Wb1 Tm2.4磁通密度：由磁通密度：由BS得得B，B叫做磁通密度叫做磁通密度单位：单位：Wb/m2，单位关系：，单位关系：1 T1 Wb/m21 N/(Am)注意：注意：(1)磁通量是标量磁通量是标量，但有正、负；当磁感线从某一平但有

8、正、负；当磁感线从某一平面穿入时面穿入时，若规定，若规定为正值为正值，则磁感线从另一面穿入时，则磁感线从另一面穿入时，为负值为负值(2)磁通量是表示穿过某平面的磁感线的条数的多少磁通量是表示穿过某平面的磁感线的条数的多少，在今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性判断穿过该面的的大小的大小整理课件尝试应用尝试应用3如图所示的磁场中如图所示的磁场中，有三个面积相同且相互平行的有三个面积相同且相互平行的线圈线圈S1、S2和和S3，穿过穿过S1、S2和和S3的磁通量分别为的磁通量分别为1、2和和3，下列判断正确的

9、是下列判断正确的是(C)A1最大最大 B2最大最大C3最大最大 D123解析：解析：从图中看出从图中看出，线圈线圈S3穿过的磁感线条数最多穿过的磁感线条数最多，所以磁通量最大故所以磁通量最大故A、B、D三项错误三项错误，C项正确故项正确故选选C.整理课件典型问题精典型问题精释释整理课件题型一题型一 安培力方向的判断安培力方向的判断(1)用左手定则判断若磁感应强度方向与电流方向不垂直，用左手定则判断若磁感应强度方向与电流方向不垂直，可将磁感应强度可将磁感应强度B分解为与电流垂直分量和平行分量分解为与电流垂直分量和平行分量(2)利用电流元分析法，要在合适的位置选取电流元利用电流元分析法，要在合适的

10、位置选取电流元例例1如图所示，通电直导线如图所示，通电直导线A与圆形通电导线环与圆形通电导线环B固定放固定放置在同一水平面上，通有如右图所示的电流时，通电直导置在同一水平面上，通有如右图所示的电流时，通电直导线线A受到水平向受到水平向_的安培力作用，当的安培力作用，当A、B中电流大中电流大小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线小保持不变，但同时改变方向时，通电直导线A所受的安所受的安培力方向水平向培力方向水平向_整理课件解析解析：利用安培定则先判定出利用安培定则先判定出B产生的磁场产生的磁场(磁感磁感线线)情况情况，再利用左手定则判定直导线再利用左手定则判定直导线A受到的安受到的安培力水平向

11、右；当培力水平向右；当A、B中电流同时改变方向时中电流同时改变方向时，通电直导线通电直导线A受到的安培力方向仍水平向右分受到的安培力方向仍水平向右分析方法同上析方法同上，也可采用靠近部分电流也可采用靠近部分电流“同向相吸同向相吸，反向排斥反向排斥”来判断来判断，结果相同结果相同答案：答案：右右右右整理课件变式训练变式训练1如图所示如图所示，分别标出了磁场方向和电流方向分别标出了磁场方向和电流方向，试标试标出导线受力方向出导线受力方向解析：解析：由左手定则得：由左手定则得：整理课件题型二题型二 安培力方向的判定安培力方向的判定整理课件整理课件变式训练变式训练2将长度为将长度为20 cm、通有、通

12、有0.1 A电流的直导线放入一电流的直导线放入一匀强磁场中匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为感应强度为1 T试求出下列各图中导线所受安培力试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向的大小和方向整理课件解析：解析：由左手定则和安培力的计算公式得：由左手定则和安培力的计算公式得：(1)因导线与磁感线平行因导线与磁感线平行，所以所以F0 N.(2)由左手定则知道：安培力方向垂直导线水平向右由左手定则知道：安培力方向垂直导线水平向右，大小大小FBIL10.10.2 N0.02 N.(3)安培力方向垂直导线斜向上安培力方向垂直导线斜向上，大小大小FB

13、IL0.02 N.答案：答案：见解析见解析整理课件题型三题型三 磁感应强度磁感应强度B B 磁感应强度是反映磁场力的性质的物理量，是采用比值磁感应强度是反映磁场力的性质的物理量，是采用比值的方法来定义的，该公式是定义式而不是决定式，磁场的方法来定义的，该公式是定义式而不是决定式，磁场中各处的中各处的B值是唯一确定的，与放入该点的检验电流的大值是唯一确定的，与放入该点的检验电流的大小、方向等无关实验表明：磁场力方向是与磁场方向小、方向等无关实验表明：磁场力方向是与磁场方向垂直的垂直的整理课件整理课件解析：解析：根据磁感应强度的定义根据磁感应强度的定义，通电导线应为通电导线应为“在在磁场中垂直于磁

14、场方向的通电导线磁场中垂直于磁场方向的通电导线”，只有在这个只有在这个方向导线所受磁场力才最大方向导线所受磁场力才最大，本题选项本题选项A未注明导未注明导线放置的方向线放置的方向，所以是错误的，若通电导线放置方，所以是错误的，若通电导线放置方向与电流平行时，也不受磁场力作用，所以选项向与电流平行时，也不受磁场力作用，所以选项B也是错误的也是错误的，在磁场场源稳定的情况下在磁场场源稳定的情况下，磁场内各磁场内各点的磁感应强度点的磁感应强度(含大小和方向含大小和方向)都是唯一确定的都是唯一确定的，与放入该点的检验电流的大小、方向等无关与放入该点的检验电流的大小、方向等无关，选项选项C正确正确，根据

15、左手定则根据左手定则，磁场力方向与磁感应强度磁场力方向与磁感应强度的方向垂直的方向垂直，选项选项D错误错误答案答案：C整理课件变式训练变式训练3关于安培力、磁感应强度的有关说法关于安培力、磁感应强度的有关说法，正确的是正确的是(D)A通电导体不受磁场力作用的地方一定没有磁场通电导体不受磁场力作用的地方一定没有磁场B将将I、L相同的通电导体放在同一匀强磁场的不同位相同的通电导体放在同一匀强磁场的不同位置置，受安培力一定相同受安培力一定相同C磁感线指向磁感应强度减小的方向磁感线指向磁感应强度减小的方向D以上说法都不正确以上说法都不正确整理课件解析：解析：由由FBILsin ，当当IB时时，F0，此

16、时通电此时通电导线不受磁场力导线不受磁场力，但导线处有磁场但导线处有磁场，故故A错；如果错；如果I、L相同相同，放在同一匀强磁场中因放置角度不同放在同一匀强磁场中因放置角度不同，安培安培力也可能不同力也可能不同，故故B错；在匀强磁场中沿磁感线方向错；在匀强磁场中沿磁感线方向磁感应强度不变磁感应强度不变，故故C错错，正确答案为正确答案为D.整理课件题型四题型四 磁通量的理解与应用磁通量的理解与应用当面积当面积S和匀强磁场方向垂直时和匀强磁场方向垂直时BS，不垂直应取垂直，不垂直应取垂直于磁场方向的有效面积，磁通量是有正负的，可以认为磁于磁场方向的有效面积，磁通量是有正负的，可以认为磁感线穿入时为正，穿