全优课堂物理配粤教版选修1-1课件2019-8-30修订第1章 第5节

1、配粤教版物理选修1-1物理选修1-1配粤教版第五节奥斯特实验的启示物理选修1-1配粤教版1. 了解奥斯特实验的结论及其重大意义2. 会用磁感线描绘各种常见电流的磁场3. 知道安培力的意义，知道决定安培力大小和方向的因 素知道安培力是电动机工作的动力一、奥斯特的发现1. 如图151所示，丹麦物理学家奥斯特发现，电配粤教版物理选修1-1课前自主学习流能使磁针发生偏转，说明电流也能产生磁场，这个现象称为 电流 的磁效应图151物理选修1-1配粤教版2. 可以用安培定则判定通电直导线、环形电流、通电螺线管的磁场的磁感线方向3. 奥斯特实验揭示了电与磁 之间的内在联系二、安培力的方向1. 通电导线在磁场

2、中受到的磁场力称为安培力通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直 安培力的方向、电流的方向、磁感应强度的方向三者间的关系可用左手定则来判定2. 根据左手定则可以判断安培力的方向与电流方向、磁 场方向垂直，但电流方向与磁场方向不一定垂直三、安培力的大小1. 电流在磁场中受到的安培力大小与电流的大小、磁场 的 磁感应强度 、导体的 长度 有关2. 可以证明：当通电导线在匀强磁场中垂直于磁场方向 放置时，设磁场的磁感应强度为B、导体的长度为L，当通过 的电流为I时，导线受到的安培力的计算公式为：F BIL .课堂互动探究1. 如何理解左手定则所反映的方向关系(1) 左手定则反映

3、了磁场方向、电流方向和电流所受安培 力方向之间的关系，知道了三个方向中的任意两个，就可以用 左手定则判定出第三个的方向(2) 不论通电导线如何放置，磁场对导线的安培力方向一 定跟直导线中的电流方向与磁场方向所构成的平面垂直，即F安I且F安B.(3) 要注意左手定则判定的是磁场对电流作用力(即安培力) 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2. 电场力与安培力有何区别电荷在电场中受到的电场力是一定的，方向与该点的电场 方向相同或相反电流在磁场中某处所受的磁场力(安培力)， 与电流在磁场中放置的方向有关，当电流方向与磁场方向平行 时，电流受到的安培力最

4、小，等于零；当电流方向与磁场方向 垂直时，电流受的安培力最大配粤教版物理选修1-1左手定则的应用例 1如图152所示，其中A、B、E图已知电流和其所受安培力的方向，试在图中标出磁场方向C、D图已知 磁场和它对电流作用力的方向，试在图中标出电流方向或电源 的正负极ABCDE图152配粤教版物理选修1-1解析根据左手定则，导线在磁场中受力的方向既要与磁感线垂直，还要与导线中的电流方向垂直，且垂直于磁感线与电流所决定的平面答案 A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里；E图a端 为电源负极配粤教版物理选修1-1安培力与磁感应强度例 2关于磁感应强度，

5、下列说法中正确的是()ILA. 由 B F 可知，B 与 F 成正比、与 IL 成反比B. 通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度， 如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零C. 通电导线受安培力不为零的地方一定存在磁场，通电 导线不受安培力的地方一定不存在磁场D. 磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关物理选修1-1配粤教版IL解析磁感应强度 B F 只是一个量度式，而不是一个决定式，磁感应强度 B 是由磁场本身决定的，与有无导体放入其中无关另外，当导线平行于磁场方向放入时，通电导体所受到的安培力为零，而此处的 B0，C 项忽略了这一点，因而

6、是错误的答案D物理选修1-1配粤教版【方法总结】磁感应强度是矢量，它的方向是小磁针静止时N极所指的方向，而不是安培力的方向，磁感应强度是由磁场本身的性质来决定的，与是否在磁场中放入通电直导线以及电流强度、导线长度、安培力的大小无关在磁场中某一点的磁感应强度的大小和方向是唯一的有安培力作用下的力学问题例 3如图153所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一根长为L、质量为m、通有电流I的导线，若使导线静止， 应该在斜面上施加匀强磁场B的大小和方向为()ABmgsin /IL，方向垂直斜面向下BBmgsin /IL，方向垂直斜面向上CBmgsin /IL，方向竖直向下DBmgsin /IL，方向水平向右

7、图153物理选修1-1配粤教版解析 根据电流方向和所给磁场方向的关系可以确定通电导线所受安培力分别如下图所示，又因为导线还受重力 G 和支持力 FN，根据力的平衡知只有两种情况是可能的，其中IL tan 中 Fmgsin ，Bmgsin /IL，中 Bmg，故 A 正确答案A物理选修1-1配粤教版创新演练提升点击进入WORD链接配粤教版物理选修1-1课外阅读延伸科学家简介(一)奥斯特奥斯特(Hans Christian Oersted,17771851)丹麦物理学家奥斯特，1777年8月14日生于丹麦朗格兰德 岛一个药剂师家庭.12岁开始帮助父亲在药房里干活，同时坚 持学习化学由于刻苦攻读，1

8、7岁以优异的成绩考取了哥本哈 根大学的免费生他一边当家庭教师，一边在学校学习药物 学、天文、数学、物理、化学等.1806年任哥本哈根大学物理 学教授，1821年被选为英国 学会会员，1823年被选为法国科学院院士，后来任丹麦 科学协会会长物理选修1-1配粤教版奥斯特早在读大学时就深受康德哲学思想的影响，认为各 种自然力都来自同一根源，可以相互转化富兰克林发现的莱 顿瓶放电使钢针磁化的现象，对奥斯特启发很大，他认识到电 向磁的转化不是不可能的，关键是要找出转化的具体条件他 在1812年出版的关于化学力和电力的统一性的研究中，根 据电流流经直径较小的导线会发热，推测如果通电导线的直径 进一步缩小，

9、那么导线就会发光；使通电导线的直径变得更 小，小到一定程度时，电流就会产生磁效应他指出：“我们 应该检验电是否以其最隐蔽的方式对磁体有所影响”寻找这 两大自然力之间联系的思想，经常盘绕在他的头脑中1819年冬，奥斯特在哥本哈根开设了一个讲座，讲授电磁 学方面的课题在备课中，奥斯特分析了前人在电流方向上寻 找磁效应都未成功的事实，想到磁效应可能像电流通过导线产 生热和光那样是向四周散射的，即是一种横向力，而不是纵向 的.1820年春，奥斯特安排了一个这方面的实验，他采用讲演 时常用的电池槽，让电流通过一根很细的铂丝，把一个带玻璃 罩的指南针放在铂丝下面，实验没能取得明显的效果.1820年4 月的

10、一天晚上，奥斯特在讲课中突然出现了一个想法，讲课快 结束时，他说：让我把导线与磁针平行放置来试试看当接通电源时，他发现小磁针微微动了一下这一现象使 奥斯特又惊又喜，他紧紧抓住这一现象，连续进行了3个月的 实验研究，终于在1820年7月21日发表了题为关于磁针上的 电流碰撞的实验的论文这篇仅用了4页纸的论文，是一篇 极其简洁的实验报告奥斯特在报告中讲述了他的实验装置和 60多个实验的结果，从实验总结出：电流对磁针的作用可以穿 过各种不同的介质，也决定于导线到磁针的距离和电流的强 弱；铜和其他一些材料做的针不受电流作用；通电的环形导体 相当于一个磁针，具有两个磁极，等等奥斯特发现的电流磁效应，是科

11、学史上的重大发现它立即引起了那些懂得它的重要性和价值的人们的注意在这一重 大发现之后，一系列的新发现连接出现两个月后安培发现了 电流间的相互作用，阿拉果制成了第一个电磁铁，施魏格发明 电流计等安培曾写道：“奥斯特先生已经把他的名字和 一个新 联系在一起了”奥斯特的发现揭开了物理学史上 的一个新 奥斯特不只是一位著名的物理学家，还是一位优秀的教 师他的讲课有表演，有分析他非常重视实验，他说过： “我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课，因为归根到底，所有 的科学进展都是从实验开始的”科学家简介(二)安培安培(AndreMarie Ampere,17751836)安培是法国物理学家、数学家.1775年1

12、月22日生于里昂一 个商人家庭 父亲为他安排了按照自己的意愿来学习的环境他自幼聪明好学，具有惊人的记忆力，尤其是在数学方面 有非凡的天赋.12岁学习了微积分，13岁发表关于螺旋线的论 文.18岁时，除了拉丁语，还通晓意大利语和希腊语他不仅 钻研数学，还研究物理学和化学在化学方面，他最先预见了 氯、氟、碘三种物质是元素，还独立地发现了“阿伏加德罗定 律”安培最重要的贡献是在电磁学方面.1820年7月奥斯特发现 了电流的磁效应法国科学家阿拉果8月在 听到这一消息后， 9 月初回到法国立即向法国科学院报告了这一最新发现善于接受新的研究成果的安培，怀着极大的兴趣，第二天 就重做了奥斯特的实验，并于9月18日向法国科学院提交了第 一篇论文，报告他的实验成果接着又在9月25日、10月9日提 出了第二篇和第三篇实验报告论文在这三篇论文中，包括了 电流方向和磁针偏转方向关系的右手定则；同向直线电流间相 互吸引，异向直线电流间相互排斥；通电螺线管的磁性与磁针 等效，等等安培又用了两三个月的时间进一步研究电流之间的相互作 用，把精巧的实验和他高超的数学技巧结合起来，通过四个巧 妙设计的实验，得出了重要的结论，这就是：导线中的电流反 向时，它们产生的作用也反向；电流元具有矢量性，作用在电 流元上的力跟电流元垂直；电流元的长度和相互间的距离增加 相同的倍数时，作用力不改变