gg高中物理课件第6章第1节探究磁场对电流的作用

1、第第6 6章章第第1 1节节新知预习新知预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通创新演练创新演练大冲关大冲关读教材读教材填要点填要点要点一要点一要点二要点二随堂检测随堂检测 归纳小结归纳小结课下作业课下作业 综合提升综合提升试身手试身手夯基础夯基础要点三要点三返回返回返回1知道安培力的概念，会用知道安培力的概念，会用FIlB计计 算安培力大小。算安培力大小。2知道左手定则，会用左手定则判断知道左手定则，会用左手定则判断 安培力的方向。安培力的方向。3了解磁电式电流表的构造及原理。了解磁电式电流表的构造及原理。返回返回读教材读教材填要点填要点一、安培力的大小一、安培力的大小1定义定义 对电流

2、的作用力称为安培力。对电流的作用力称为安培力。2安培力的大小安培力的大小F ，式中，式中是是B与与I的夹角。的夹角。3注意注意(1)当当0或或180时，即时，即B与与I平行，平行，F 。(2)当当90时，即时，即B与与I垂直，垂直，F最大，最大，F 。磁场磁场BIlsinBil0返回 二、安培力的方向二、安培力的方向 1安培力方向的判定安培力方向的判定 用用 定则。定则。 2左手定则左手定则 伸开左手，让拇指与其余四个手指垂伸开左手，让拇指与其余四个手指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向直穿过手心，四指指向 ，这时，这时 所指的方向就

3、是通电直导线在磁场中所指的方向就是通电直导线在磁场中所受安培力的方向。所受安培力的方向。(如图如图611所示所示) 左手左手图图611电流方向电流方向拇指拇指返回 关键一点关键一点F安安I、F安安B，但，但B与与I不一定垂直。即不一定垂直。即F安安B、I所决定的平面。所决定的平面。 三、安培力就在你身边三、安培力就在你身边 1电流计电流计 电流计的指针发生偏转，是在电流计的指针发生偏转，是在 的作用下产生的，的作用下产生的，而通过指针的偏转角度可知道而通过指针的偏转角度可知道 的大小。的大小。 2电动机电动机 电动机转子的转动是由于通电线圈在磁场中受电动机转子的转动是由于通电线圈在磁场中受 作

4、作用产生的。用产生的。安培力安培力电流电流安培力安培力返回试身手试身手夯基础夯基础 1下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是 ()A通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大B通电导线在磁感应强度大的地方所受安培力一定大通电导线在磁感应强度大的地方所受安培力一定大C放在匀强磁场中各处的通电导线，所受安培力大小放在匀强磁场中各处的通电导线，所受安培力大小 和方向处处相同和方向处处相同D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线 所受安培力的大小和方向无关所受安培力的大小和方向

5、无关返回解析：解析：因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关。所以场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关。所以A选选项错，项错，D选项正确。因为通电导线在磁场中受力的大小不选项正确。因为通电导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故B选项错。在匀强磁场中如果导线在各个位置的方向不同，选项错。在匀强磁场中如果导线在各个位置的方向不同，安培力是不相同的，所以安培力是不相同的，所以C选项错。选项错。答案：答案：D返回2请根据图请根据图61

6、2中给出的条件，运用左手定则，求出中给出的条件，运用左手定则，求出 各图中第三个物理量的方向。各图中第三个物理量的方向。图图612答案：答案：甲：甲：F垂直纸面向里乙：垂直纸面向里乙：F垂直于垂直于I斜向右下方斜向右下方返回3地球赤道上地磁场的磁感应强度大约是地球赤道上地磁场的磁感应强度大约是4.0105T，一，一根长为根长为500 m的电线，电流为的电线，电流为10 A，试求导线受到的磁，试求导线受到的磁场力的范围是多少？场力的范围是多少？解析：解析：当电线的放置方式与磁场平行时，不受安培力作当电线的放置方式与磁场平行时，不受安培力作用，用，F0。当电线的放置方式与磁场垂直时，安培力最。当电

7、线的放置方式与磁场垂直时，安培力最大，大，FmaxBIl0.2 N。故导线受到的磁场力范围：。故导线受到的磁场力范围：0F0.2 N。答案：答案：0F0.2 N返回返回返回 1安培力的大小安培力的大小 长为长为l的导体，放在匀强磁场的导体，放在匀强磁场B中，通入电流中，通入电流I。按不。按不同的方式放在磁场中时，所受的安培力不同，如图同的方式放在磁场中时，所受的安培力不同，如图613所示为在三种情况下导体所受安培力的情况。所示为在三种情况下导体所受安培力的情况。图图613返回 2公式公式FBIl中中l指的是指的是“有效长度有效长度” 弯曲导线的有效长度弯曲导线的有效长度l，等于连接两端点线段的

8、长度，等于连接两端点线段的长度(如图如图614)；相应的电流沿；相应的电流沿l由始端流向末端。由始端流向末端。图图614返回 3磁场与电流不垂直时安培力的计算磁场与电流不垂直时安培力的计算 若磁场和电流成若磁场和电流成角时，如图角时，如图615所所示。可以将磁感应强度示。可以将磁感应强度B正交分解成正交分解成BBsin和和BBcos，而，而B对电流是没有作对电流是没有作用的。用的。FIlBIlBsin，即，即FIlBsin。图图615返回 名师点睛名师点睛 (1)公式公式FIlBsin中中是是B和和I方向的夹角，不能盲方向的夹角，不能盲目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析。目应用题目

9、中所给的夹角，要根据具体情况进行分析。 (2)公式公式FIBlsin中的中的lsin也可以理解为垂直于磁也可以理解为垂直于磁场方向的场方向的“有效长度有效长度”。 (3)用公式计算安培力适用于电流处于匀强磁场中。用公式计算安培力适用于电流处于匀强磁场中。返回 1.如图如图616所示，在匀强磁场中放有下列各种形所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为状的通电导线，电流为I，磁感应强度为，磁感应强度为B，求各导线所，求各导线所受到的安培力。受到的安培力。图图616返回思路点拨思路点拨返回返回计算通电导线的安培力时要注意以下几点：计算通电导线的安培力时要注意以下几点：(1)正确地确定正确

10、地确定B、I的方向及的方向及B与与I的夹角的夹角。(2)正确地确定导线的有效长度正确地确定导线的有效长度l的大小。的大小。(3)注意公式注意公式FIlBsin的适用条件。的适用条件。返回返回 (1)安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面。在判断时首先确定磁场与电流所确定的平决定的平面。在判断时首先确定磁场与电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。根据左手定则判断出安培力的具体方向。 (2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向当电

11、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，所以仍可用左手定则仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左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。来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心。返回 (3)注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系：安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的关系：安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行。的方向与电场的方向平行。返回 名师点睛名师点睛 (1)FI，FB，但，但B与与I不一定垂直。不一定垂直。 (2)要注意左手定则判定的是磁场对电流作

12、用力要注意左手定则判定的是磁场对电流作用力(即即安培力安培力)的方向，而不一定是载流导体运动的方向，载流的方向，而不一定是载流导体运动的方向，载流导体是否运动，还要视它所处的具体情况而定。导体是否运动，还要视它所处的具体情况而定。返回 2.请画出在图请画出在图617所示的甲、乙、丙三种情况下，所示的甲、乙、丙三种情况下，导线受到的安培力的方向。导线受到的安培力的方向。图图617返回思路点拨思路点拨返回 解析解析画出甲、乙、丙三种情况的侧面图，利用左画出甲、乙、丙三种情况的侧面图，利用左手定则判定出在甲、乙、丙三种情况下，导线所受安培手定则判定出在甲、乙、丙三种情况下，导线所受安培力的方向如图所

13、示。力的方向如图所示。答案答案见解析见解析返回 (1)运用左手定则判定安培力的方向时，注意图形的运用左手定则判定安培力的方向时，注意图形的转化，将抽象的立体图形转化为便于受力分析的图形。转化，将抽象的立体图形转化为便于受力分析的图形。 (2)运用左手定则时，无论运用左手定则时，无论B、I是否垂直，一定要让是否垂直，一定要让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则拇指所指磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则拇指所指方向即为安培力的方向。方向即为安培力的方向。返回返回 不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁场来实现的，因此必须要清楚导线

14、所在位置的磁场分布情场来实现的，因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后结合左手定则准确判断导线的受力情况或将要发况，然后结合左手定则准确判断导线的受力情况或将要发生的运动，在实际操作过程中，往往采用以下几种方法：生的运动，在实际操作过程中，往往采用以下几种方法：返回电流元电流元法法把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向合力的方向，从而确定导线运动方向等效法等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效环形电流可等效成小磁针，

15、通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立返回特殊位特殊位置法置法通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判断其所受安培力的方向，从而确置，然后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向定其运动方向结论法结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势到平行且电流方向相同的趋势返回转

16、换转换研究研究对象对象法法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向用力，从而确定磁体所受合力及运动方向返回 名师点睛名师点睛 (1)判断通电线圈等在磁场中的转动情况，要寻找具判断通电线圈等在磁场中的转动情况，要寻找具有对称关系的电流元。有对称关系的电流元。 (2)利用特殊位置法要注意所选的通电导体所在特利用特殊位置法要注意所选的通电导体所在特殊位

17、置的磁场方向。殊位置的磁场方向。返回 3.如图如图618所示，把一通电直导所示，把一通电直导线线AB放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线中通过如图所示方向的电流由移动，当导线中通过如图所示方向的电流I时，时，试判断导线的运动情况。试判断导线的运动情况。图图618返回思路点拨思路点拨返回 解析解析根据图甲所示的导线所处的根据图甲所示的导线所处的特殊位置判断其转动情况，将导线特殊位置判断其转动情况，将导线AB从从N、S极的中间极的中间O分成两段，分成两段，AO、BO段所处的磁场方向如图中所示。由左手段所处的磁场方向如图中所示。由左手定则可得定则可得

18、AO段受安培力的方向垂直纸面向外，段受安培力的方向垂直纸面向外，BO段受安段受安培力的方向垂直纸面向里，可见从上向下看，导线培力的方向垂直纸面向里，可见从上向下看，导线AB将将绕绕O点逆时针转动。点逆时针转动。 返回 再根据导线转过再根据导线转过90时的特殊位置判断其上下运动时的特殊位置判断其上下运动情况。如图乙所示，导线情况。如图乙所示，导线AB此时受安培力方向竖直向下，此时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动。所以，导线在转动的同时还要向下运导线将向下运动。所以，导线在转动的同时还要向下运动。动。答案答案从上向下看逆时针转动，同时向下运动从上向下看逆时针转动，同时向下运动返回分析在安培力作

19、用下通电导体运动情况的一般步骤：分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤：(1)画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况；画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况；(2)用左手定则确定各段通电导线所受安培力；用左手定则确定各段通电导线所受安培力；(3)据初速度方向结合牛顿运动定律确定导体的运动情况。据初速度方向结合牛顿运动定律确定导体的运动情况。返回返回返回1(对应要点一对应要点一)如图如图619所示，所示，一段导线一段导线abcd位于磁感应强度大位于磁感应强度大小为小为B的匀强磁场中，且与磁场方的匀强磁场中，且与磁场方向向(垂直于纸面向里垂直于纸面向里)垂直。线段垂直。线段ab、bc和和

20、cd的长度均的长度均为为L，且，且abcbcd135，流经导线的电流为，流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。则导线方向如图中箭头所示。则导线abcd所受到的磁场的所受到的磁场的作用力的合力为作用力的合力为 ()图图619返回返回答案：答案：A返回2(对应要点二对应要点二)在如图在如图6110所示的各图中，表示磁场所示的各图中，表示磁场 方向、电流方向及导线受力方向的图示正确的是方向、电流方向及导线受力方向的图示正确的是()图图6110返回解析：解析：本题考查用左手定则判断安培力的方向。根据左本题考查用左手定则判断安培力的方向。根据左手定则，四指指向电流方向，让磁感线垂直穿入手心，手定则，四

21、指指向电流方向，让磁感线垂直穿入手心，则大拇指所指的方向即是安培力的方向，只有则大拇指所指的方向即是安培力的方向，只有A符合左符合左手定则。故正确答案为手定则。故正确答案为A。答案：答案：A返回3(对应要点三对应要点三)一个可以自由运动的线圈一个可以自由运动的线圈L1和和一个固定的线圈一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图6111所示的电流时，从左向右看，则线圈所示的电流时，从左向右看，则线圈L1将将 ()A不动不动 B顺时针转动顺时针转动C逆时针转动逆时针转动 D向纸面内平动向纸面内平动图图6111返

22、回解析：法一：解析：法一：利用结论法利用结论法环形电流环形电流I1、I2之间不平行，则必有相对转动，直到两之间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可得线圈环形电流同向平行为止，据此可得线圈L1的转动方向应的转动方向应是：从左向右看顺时针转动。是：从左向右看顺时针转动。返回法二：法二：等效分析法等效分析法把线圈把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I2的中心。通电后，小磁针的的中心。通电后，小磁针的N极应指向该点环形电流极应指向该点环形电流I2的磁场方向。由安培定则知线圈的磁场方向。由安培定则知线圈L2产生的磁场方向在其产生的磁场方向在其内部为竖直向上，线圈内部为竖直向上，线圈L1等效成小磁针后转动前，等效成小磁针后转动前，N极极指向纸内