第03节探究安培力 (5)

1、电场的基本性质：对放入其中的电荷有力的作用 作用力的方向：（1）正电荷受力方向与电场方向一致（2）负电荷受力方向与电场方向相反磁场的基本性质：对放入其中的磁体，电流有力的作用那么： 这个力的方向和大小又是怎样的呢， 与哪一些因素有关系？ 作用力的大小：F=Eq磁场对电流的作用力称为安培力。第三节 探讨安培力（第一课时）磁场方向与电流方向垂直的情况实验装置: 实验次数 磁场方向电流方向安培力的方向1向下垂直于纸面向外2垂直于纸面向里3向上4垂直于纸面向外实验方案：演示实验：N电流的方向：垂直于纸面向外演示1演示实验：N电流的方向：垂直于纸面向里演示2演示实验：电流的方向：垂直于纸面向里演示3演示

2、实验：S电流的方向：垂直于纸面向外演示4 实验次数 磁场方向电流方向安培力的方向1向下垂直于纸面向外2垂直于纸面向里3向上4垂直于纸面向外实验结果：返回实验1234水平向右水平向左水平向右水平向左F、B、I方向关系BIF示意图安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让磁感应线从掌心穿入,并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向遵循左手定则BIF示意图安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面FIBFIBBBIFBI判定以下通

3、电导线所受安培力的方向30FFIIIBBB问题：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 用学过的知识加以判断同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。结论:FFF同向电流F反向电流FEBBFBBEF在图中，匀强磁场磁感应强度为B，有一段长L，通有电流为I的直导线ab，电流方向从a到b，则导线所受磁场力大小和方向如何？并将立体图改画为平面图BbazxyBOabBBabFBBFBxyFB如图所示，通电直导线A与通电导线环B固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线受到水平向 的安培力作用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方向时,通电直导线A所受的安培力方向水平向 .

4、AIBI右右 自由固定FF 解析：两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势例题NSIFFNSFF练习、如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的正中间上方固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流，和原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力N 和摩擦力f 将 ( )（A）N减小，f=0; （B）N减小，f0;（C）N增大，f=0; （D）N增大，f0.解：画出电流所在处的磁感应线及该点的磁场方向如图：由左手定则，磁场力F方向如图:由牛顿第三定律，磁铁受到等大反向的力F对磁铁进行受力分析：可知 支持力N 增大， 摩擦力f =0 S NIFBFCNmgNS

5、F（1）绳子拉力_ (变大,变小,不变)（2）桌面对磁铁的支持力_（3）桌面对磁铁的摩擦力_(有,无).变大变小无NSF桌面对磁铁的摩擦力 _(有,无) 方向_.有水平向右巩固练习FB第三节 探讨安培力（第二课时）磁感应强度定量描述磁场强弱和方向的物理量。物理学规定：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F 跟电流I 和导线的乘积IL的比值叫做磁感应强度。用B表示。 即：单位：特斯拉（T）【猜想与验证】影响安培力的因素 磁场的强弱 电流的大小 电流的长度实验验证磁感应强度 B1.物理意义：描述磁场的力的性质的物理量2、定义：垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F，跟电流I和导线的长

6、度L的乘积的比值叫磁感强度3.定义式：B=F/IL适用条件：1）匀强磁场2）L很短时的非匀强磁场4.单位：特斯拉 简称特符号是T 1T=1N/Am6.叠加原理：NSNSBB5.方向：磁感应强度的方向与磁场的方向一致PBP图1PBP1图2I1BP2I2如图所示,三根通电直导线垂直纸面放置,位于b、c、d处,通电电流大小相同,方向如图所示.a位于bd中点且ac=ab,则a点的磁感应强度方向是( )A.垂直纸面指向纸里 B.垂直纸面指向纸外C.沿纸面由a指向b D.沿纸面由a指向cC思考与讨论有人根据B=F/IL提出：磁场中某点的磁感应强度跟安培力（磁场力）成正比，跟电流和导线长度的乘积成反比，这种

7、提法有什么问题？错在哪里？ (1)B是描述磁场本身性质的物理量，与I、L和F无关，某点的磁感强度B 与该点是否放置通电导线也无关(2)B 的方向不是F 的方向，是与F 垂直的方向(3)磁感应强度与磁感线:疏密反映其大小,切线方向就是磁感应强度方向.(4)匀强磁场:磁感线平行且等距注意：4、匀强磁场在某一区域内，磁感应强度的大小与方向处处相同。NS 距离很近的两个异名磁极之间的磁场可以认为是匀强磁场 通电螺线管的内部也可以认为是匀强磁场。（1） 在匀强磁场中，通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。一、安培力的大小即： F=BIL问题:

8、如果既不平行也不垂直呢？一、安培力的大小BIIB把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直 B1=Bsin另一分量与导线平行 B2=Bcos平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定即F=ILB1F=ILBsinB2B1一、安培力的大小将B1=Bsin代入得通电直导线与磁场方向不垂直的情况公式： F=BILsin表示磁场方向与电流方向（两者箭头所形成的）间的夹角 在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场一、安培力的大小BII安培力F 的方向总是垂直于电流I 与磁感应强度B 所确定的平面 BFBB如果磁场和电流不垂直,情况会怎样?0 N0.02N水平向右0.02N

9、垂直导线斜向左上方例2、将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向IBIB30IBFF(学有余力)如图表示放在匀强磁场里通电直导线的几种情况：磁场B=0.60T，导线长L=50cm，导线中电流I=4A，其它条件见图标出图中各种情况中导线所受安培力的方向，并计算它的大小 例3、长度为20cm的通电直导线置于匀强磁场中，电流的强度为1A，受到磁场作用力的大小为2N，则磁感应强度B： （ ）A、B10T B、B10TC、B10T D、不能确定B例4、一根长0.2m、通有2.0A电流的通电直导线

10、，放在磁感应强度为0.50T的匀强磁场中，受到的安培力大小不可能是（ ）A、0N B、0.10NC、0.20N D、0.40ND例1、长为m的通电导线置于磁场时，电流强度为I，磁感应强度为B，磁场区域长为a，宽为b，则安培力F为多少？IBabF=BIL=BIa1、通电直导线的有效长度2、通电弯曲导线的有效长度abc如图所示的弯曲导线，电流I由a端经b流到c端IIB从开始位置a拉一条直线到终点c，此时，弯曲导线的有效长度就是始末位置所连直线的长度，则弯曲导线受到的安培力就等于ac直导线受到的安培力2、通电弯曲导线的有效长度(2)(3)(1)RBIIlllIIBB练习。说说下面各图的有效长度例3.

11、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ab边从a到b，ab边受安培力多大？如果是一闭合回路受力又是多少?思考2：如下图所示，两根直导线各长1m，夹角60，电流I=0.5A，磁场强度B=2T，求导线受到的安培力大小；xxxxxxxxxI60L指的是“有效长度”，对于弯曲导线的有效长度L，应等效于连接两端点直线的长度，相应的电流方向应沿等效长度L由始端流向末端BacbI 例5、如图所示，直角三角形abc组成的导线框内通有电流I1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B2T中，AC=40cm， ，

12、求三角形框架各边所受的安培力。例5、如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质量为0.1kg的金属棒MN，此时弹簧伸长10cm，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？MNIB2A，方向从M到NGNF例6、b(a)解：通电导线所受安培力由力的平衡条件得【例题7】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为45，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)mgFnN(M)F安例8、在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流为I，长为

13、L，质量为m的导体棒，如图所示，试求：（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向（2）欲使棒静止在斜面上且对鞋面无压力，应加匀强磁场B的大小和方向(1)欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度B 的最小值为_, 方向_.(2)欲使它静止在斜面上,且对斜面无压力, 外加磁场的磁感应强度B的最小值为 _, 方向_.XGNFB解：如图所示，棒受三力平衡，安培力垂直于支持力N时，安培力最小，磁感应强度最小，据左手定则判断可知磁感应强度B垂直斜面向下，由平衡条件得mgsin=BIL 解得B=mgsin/ILXGFB解：磁感应强度B水平向右，由平衡条件得 mg=BIL 得 B=m

14、g/IL三.磁通量 我们将磁感应强度B 与面积S 的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通。用表示。 即：=BS=BS=BS cos在SI单位制中，磁通量的单位为：韦伯（Wb）磁感应强度B=/S，故B也叫磁通密度对公式的理解 B是匀强磁场或可视为匀强磁场的磁感应强度，若S与B不垂直，则S为垂直与磁场方向的投影面积是标量，但有方向，若取某方向穿入平面的磁通量为正，则反方向穿入该平面的磁通量为负通过一个平面若有方向相反的两个磁通量，这时的合磁通为相反方向磁通量的代数和（即两个相反方向的磁通抵消以后剩余的磁通量才是合磁通）【例题】下列各种说法中，正确的是： A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小； B.磁感应强度越大，磁通量也越大； C.磁通量小，一定是磁感应强度小； D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。【答案】AD对磁通量的思考BOSSS 面积为S的平面置于磁感应强度为B的磁场中，随着平面的转动，磁通量各为多少？S例：如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直。（1）此时穿过平面的磁通量为多少？（2）若使框架绕OO转过60角，则此时穿过线框平面的磁通量为多少？（3）若从初始位置转过90角，则此时穿过线框平面的磁通量为多少？（4