高中物理 通電導(dǎo)線在磁場中受到的力課件 新人教版選修31

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1、4 4 通電導(dǎo)線在磁場中受到的力通電導(dǎo)線在磁場中受到的力1.1.知道什么是安培力知道什么是安培力. .知道左手定則的內(nèi)容，會用左手定則知道左手定則的內(nèi)容，會用左手定則熟練地判定安培力的方向，并會用它解答有關(guān)問題熟練地判定安培力的方向，并會用它解答有關(guān)問題. .2.2.會用安培力公式會用安培力公式F=BILF=BIL解答有關(guān)問題解答有關(guān)問題. . 知道電流方向與磁知道電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，大小等于與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，大小等于BIL.BIL.3.3.了解

2、磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理了解磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理. . 引入：引入：磁場對電流的作用力稱為磁場力磁場對電流的作用力稱為磁場力（安培力）（安培力）一、安培力的方向一、安培力的方向左手定則：左手定則：伸開左手，使大拇伸開左手，使大拇指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線指垂直，讓磁感線垂直穿入垂直穿入手手心，四指指向電流的方向，這心，四指指向電流的方向，這時大拇指所指的方向就是通電時大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向?qū)Ь€所受安培力的方向. . 左手定則的演示左手定則的演示【例【例1 1】畫出圖中第三者的方向畫出圖中第三者的方向. .FFFF注注:

3、 :安培力的方向總與導(dǎo)線垂直安培力的方向總與導(dǎo)線垂直, ,與磁感應(yīng)強度垂直與磁感應(yīng)強度垂直. .問題：問題：如圖所示，兩條平行的通如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會通過磁場發(fā)生相電直導(dǎo)線之間會通過磁場發(fā)生相互作用互作用. 用學(xué)過的知識加以判斷用學(xué)過的知識加以判斷.同向電流相互吸引，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥反向電流相互排斥.結(jié)論結(jié)論:FFF同向電流同向電流F反向電流反向電流平行通電直導(dǎo)線間的相互作用平行通電直導(dǎo)線間的相互作用二、安培力的大小二、安培力的大小1.1.當(dāng)電流與磁場方向垂直時當(dāng)電流與磁場方向垂直時: :F=ILB F=ILB (BL)(BL)BIF2.2.當(dāng)電流與磁場方向平

4、行時：當(dāng)電流與磁場方向平行時：磁場對電流的作用力為零磁場對電流的作用力為零. .NSI問題問題:如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？BI3.3.當(dāng)電流與磁場方向夾角為當(dāng)電流與磁場方向夾角為時時: :F=ILBsinF=ILBsin(為為B B與與L L的夾角的夾角) )BFBBBBBI三、磁電式電流表三、磁電式電流表【說明【說明】由于磁場對電流的作用力跟電流成正比，因由于磁場對電流的作用力跟電流成正比，因而安培力的力矩也跟電流成正比，而螺旋彈簧的扭矩而安培力的力矩也跟電流成正比，而螺旋彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過的角度成正比，所以磁電式電表的表盤刻與指針轉(zhuǎn)過的角度成正比，所以磁電式電表的表

5、盤刻度是均勻的度是均勻的. .思考：思考：線圈的轉(zhuǎn)動是怎樣產(chǎn)生的？線圈的轉(zhuǎn)動是怎樣產(chǎn)生的？線圈為什么不一直轉(zhuǎn)下去？線圈為什么不一直轉(zhuǎn)下去？答：答：線圈轉(zhuǎn)動是因為它受到安培力的作用線圈轉(zhuǎn)動是因為它受到安培力的作用.答：答：當(dāng)線圈受力平衡時，將不再轉(zhuǎn)動當(dāng)線圈受力平衡時，將不再轉(zhuǎn)動.為什么指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以說明被測電流的強弱？為什么指針偏轉(zhuǎn)角度的大小可以說明被測電流的強弱？答：答：螺旋彈簧變形，反抗線圈轉(zhuǎn)動螺旋彈簧變形，反抗線圈轉(zhuǎn)動.電流越大安培力越大，電流越大安培力越大，螺旋彈簧的形變也就越大，所以，從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就螺旋彈簧的形變也就越大，所以，從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過電流的大小能判斷通

6、過電流的大小.如何根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向來確定電路上電流的方向？如何根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向來確定電路上電流的方向？答：答：電流方向改變，安培力的方向也隨之改變，指針的電流方向改變，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變，故根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向能判斷被偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變，故根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向能判斷被測電流的方向測電流的方向.使用時要特別注意什么？使用時要特別注意什么？答：答：所通電流不能太大所通電流不能太大.1.1.關(guān)于磁場對通電直導(dǎo)線的作用力關(guān)于磁場對通電直導(dǎo)線的作用力, ,下列說法正確的是下列說法正確的是 ( )( )A.A.通電直導(dǎo)線在磁場中一定受到安培力的作用通電直導(dǎo)線在磁場中一定受到安

7、培力的作用B.B.通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟磁場通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟磁場方向垂直方向垂直C.C.通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟電流通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向一定跟電流方向垂直方向垂直D.D.通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向垂直于由通電直導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向垂直于由B B和和I I所確定的平面所確定的平面BCDBCD2.2.如圖所示，兩條直導(dǎo)線相互垂直，但相隔很小的距如圖所示，兩條直導(dǎo)線相互垂直，但相隔很小的距離，其中一條離，其中一條ABAB是固定的，另一條是固定的，另一條CDCD能自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)直能自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)直流電流按圖示方向通入兩

8、條導(dǎo)線時，流電流按圖示方向通入兩條導(dǎo)線時，CDCD導(dǎo)線將（導(dǎo)線將（ ）A.A.順時針順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線ABABB.B.順時針順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開導(dǎo)線方向轉(zhuǎn)動，同時離開導(dǎo)線ABABC.C.逆時針逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開導(dǎo)線方向轉(zhuǎn)動，同時離開導(dǎo)線ABABD.D.逆時針逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線方向轉(zhuǎn)動，同時靠近導(dǎo)線ABABABCDIID D結(jié)論：兩通電導(dǎo)線有達到電流方向相同并靠近的趨勢結(jié)論：兩通電導(dǎo)線有達到電流方向相同并靠近的趨勢.3.3.通電矩形導(dǎo)線框通電矩形導(dǎo)線框abcdabcd與無限長通電直導(dǎo)與無限長通電直導(dǎo)線線MNMN在同一平面內(nèi)，電流方向如圖所示，在

9、同一平面內(nèi)，電流方向如圖所示，abab邊與邊與MNMN平行平行. .關(guān)于關(guān)于MNMN的磁場對線框的作用，的磁場對線框的作用，下列敘述正確的是（下列敘述正確的是（ ）A.A.線框有兩條邊所受的安培力方向相同線框有兩條邊所受的安培力方向相同B.B.線框有兩條邊所受的安培力大小相同線框有兩條邊所受的安培力大小相同C.C.線框所受安培力的合力朝左線框所受安培力的合力朝左D.cdD.cd邊所受安培力的大小大于邊所受安培力的大小大于abab邊所受安邊所受安培力的大小培力的大小MNabcdI1I2BCBCMNI1BabcdI2F3F2F1F44.4.如如圖所示，固定螺線管圖所示，固定螺線管M M右側(cè)有一正方

10、形線框右側(cè)有一正方形線框abcdabcd，線框線框內(nèi)通有恒定電流，其流向為內(nèi)通有恒定電流，其流向為abcdaabcda，當(dāng)閉合開，當(dāng)閉合開關(guān)關(guān)S S后，線框運動情況應(yīng)為（后，線框運動情況應(yīng)為（ ）A Aabab向外，向外，cdcd向里轉(zhuǎn)動且向向里轉(zhuǎn)動且向M M靠攏靠攏B Babab向里，向里，cdcd向外轉(zhuǎn)動且遠離向外轉(zhuǎn)動且遠離M MC Cadad向外，向外，bcbc向里轉(zhuǎn)動且向向里轉(zhuǎn)動且向M M靠攏靠攏D Dadad向里，向里，bcbc向外轉(zhuǎn)動且遠離向外轉(zhuǎn)動且遠離M MA A5.5.如圖所示，向一根松弛的導(dǎo)體線圈中通以電流如圖所示，向一根松弛的導(dǎo)體線圈中通以電流, ,線圈線圈將會將會( )(

11、 )A.A.縱向收縮縱向收縮, ,徑向膨脹徑向膨脹B.B.縱向伸長縱向伸長, ,徑向膨脹徑向膨脹C.C.縱向伸長縱向伸長, ,徑向收縮徑向收縮D.D.縱向收縮縱向收縮, ,徑向收縮徑向收縮縱向縱向A A6.6.把一根柔軟的螺旋彈簧豎直懸掛起來把一根柔軟的螺旋彈簧豎直懸掛起來, ,使它的下端剛好使它的下端剛好跟杯里的水銀面接觸跟杯里的水銀面接觸, ,并使它組成如圖所示的電路并使它組成如圖所示的電路, ,當(dāng)開關(guān)接當(dāng)開關(guān)接通后通后, ,將看到的現(xiàn)象是將看到的現(xiàn)象是( )( )A.A.彈簧向上收縮彈簧向上收縮B.B.彈簧被拉長彈簧被拉長C.C.彈簧上下振動彈簧上下振動D.D.彈簧仍靜止不動彈簧仍靜止不

12、動SC C7.7.在傾斜角為在傾斜角為的光滑斜面上的光滑斜面上, ,放置一通有電流放置一通有電流I I、長為、長為L L、質(zhì)質(zhì) 量為量為m m的導(dǎo)體棒，如圖所示的導(dǎo)體棒，如圖所示, ,導(dǎo)體棒在豎直向上的磁場中導(dǎo)體棒在豎直向上的磁場中靜止，則磁感應(yīng)強度靜止，則磁感應(yīng)強度B B為為_._. B B解：解：導(dǎo)體棒靜止于斜面說明其受力平衡，受力分析如圖所示導(dǎo)體棒靜止于斜面說明其受力平衡，受力分析如圖所示F=mgtan=BIL B=mgtan/IL則則NmgF引申引申1 1：欲使它靜止在斜面上：欲使它靜止在斜面上, , 外加磁場的磁感應(yīng)強度外加磁場的磁感應(yīng)強度B B 的最小值為的最小值為_,_,方向方向

13、_._.NFB由由mgsinmgsin=BIL=BIL知，知， B=mgsinB=mgsin/IL/ILG方向：垂直于斜面方向：垂直于斜面向上向上. .引申引申2 2：欲使它靜止在斜面上：欲使它靜止在斜面上, ,且對斜面且對斜面無壓力無壓力, , 外加磁場的磁感應(yīng)強度外加磁場的磁感應(yīng)強度B B的最小的最小值為值為_, _, 方向方向_._.由由mg=BILmg=BIL知知 B=mg/ILB=mg/IL方向：水平向左方向：水平向左. .GFB1.1.安培力的大?。喊才嗔Φ拇笮。?.2.安培力的方向安培力的方向左手定則左手定則. .（1 1）當(dāng)）當(dāng)I I B B時，時，F(xiàn)=BIL.F=BIL.（2 2）當(dāng)）當(dāng)I I/B/B時，時，F(xiàn)=0.F=0.（3 3）當(dāng)）當(dāng)I I與與B B有夾角為有夾角為 時，時，F(xiàn)=BILF=BIL sinsin . .3.3.磁電式電流表的工作原理磁電式電流表的工作原理. .