高中物理 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用課件 新人教版選修11

一、安培力一、安培力 1 1、前言、前言 ：既然通電導(dǎo)線能產(chǎn)生磁場(chǎng)，它本身也相當(dāng)于一既然通電導(dǎo)線能產(chǎn)生磁場(chǎng)，它本身也相當(dāng)于一個(gè)磁體，那么通電導(dǎo)線是否也受到磁場(chǎng)力的作用呢？實(shí)驗(yàn)研究。個(gè)磁體，那么通電導(dǎo)線是否也受到磁場(chǎng)力的作用呢？實(shí)驗(yàn)研究。 2 2、實(shí)驗(yàn)：把一段直導(dǎo)線放到磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)線中有電流通、實(shí)驗(yàn)：把一段直導(dǎo)線放到磁場(chǎng)中，當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過(guò)時(shí)，可以看到原來(lái)靜止的導(dǎo)線會(huì)發(fā)行運(yùn)動(dòng)。過(guò)時(shí)，可以看到原來(lái)靜止的導(dǎo)線會(huì)發(fā)行運(yùn)動(dòng)。3 3、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)垂直時(shí)，它所受的安培力，它所受的安培力最大最大當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向一致時(shí)一致時(shí)，導(dǎo)線，導(dǎo)線不受安培力不受安培力當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交斜交時(shí)，它所受的安培力時(shí)，它所受的安培力介于介于最大值和最大值和0 0之間。之間。4 4、安培力：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力稱(chēng)為、安培力：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力稱(chēng)為安碚力安碚力F F。5 5、思考：影響安培力大小的因素有哪些？（、思考：影響安培力大小的因素有哪些？（垂直時(shí)垂直時(shí)）6 6、猜想：、猜想： 再做實(shí)驗(yàn)再做實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：三塊相同的磁三塊相同的磁鐵并排放置，可認(rèn)為鐵并排放置，可認(rèn)為磁極磁極間的磁場(chǎng)是均勻的。間的磁場(chǎng)是均勻的。 將一根直導(dǎo)線懸掛在將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間，有電流通磁鐵的兩極間，有電流通過(guò)時(shí)導(dǎo)線將過(guò)時(shí)導(dǎo)線將擺動(dòng)一個(gè)角度，擺動(dòng)一個(gè)角度，通過(guò)這個(gè)角度可以比較導(dǎo)通過(guò)這個(gè)角度可以比較導(dǎo)線所受安培力的大小。線所受安培力的大小。 分別接通分別接通“2 2、3”3”和和“1 1、4”4” 可以改變導(dǎo)線可以改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度，通電部分的長(zhǎng)度，電流強(qiáng)電流強(qiáng)弱由外部電路控制。弱由外部電路控制。（1 1）L L不變，改變不變，改變I I（2 2）I I不變，改變不變，改變L L實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在同一磁場(chǎng)中，在同一磁場(chǎng)中，電流一定時(shí)，通電導(dǎo)線越長(zhǎng)，導(dǎo)線電流一定時(shí)，通電導(dǎo)線越長(zhǎng)，導(dǎo)線所受安培力越大。所受安培力越大。 7、 結(jié)論：結(jié)論：精確的實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受精確的實(shí)驗(yàn)表明，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力的大小，既與導(dǎo)線的到的安培力的大小，既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度長(zhǎng)度L成正比成正比，又與，又與導(dǎo)線中的導(dǎo)線中的電流電流I成正比成正比，即，即與與I和和L的乘積的乘積成正比成正比 。8、安培力計(jì)算公式安培力計(jì)算公式：F=BIL B是比例系數(shù)是比例系數(shù)在同一磁場(chǎng)中，在同一磁場(chǎng)中，通電導(dǎo)線通電導(dǎo)線長(zhǎng)度一定時(shí)，電流越長(zhǎng)度一定時(shí)，電流越大，導(dǎo)線所受安培力越大；大，導(dǎo)線所受安培力越大；二、二、 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度1 1、 討論討論 ：對(duì)于不同的磁場(chǎng)，比例關(guān)系都成立，對(duì)于不同的磁場(chǎng)，比例關(guān)系都成立，但在不同的磁場(chǎng)中，比例系數(shù)但在不同的磁場(chǎng)中，比例系數(shù)B B不一樣。不一樣。 2 2、定義：定義： 叫叫磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度（類(lèi)似電場(chǎng)強(qiáng)度）。（類(lèi)似電場(chǎng)強(qiáng)度）。3、定義式、定義式：/F ILFBIL/F IL4、單位：、單位：11NTA m5、7、物理意義、物理意義： 例例：解：由安培力計(jì)算公式：解：由安培力計(jì)算公式：F=BIL得地磁場(chǎng)對(duì)這根導(dǎo)線的安培力為得地磁場(chǎng)對(duì)這根導(dǎo)線的安培力為F=0.5010-43020N三、三、 安培力的方向安培力的方向左手定則左手定則左手定則：左手定則： 伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開(kāi)的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。 FBIF F方向，既跟方向，既跟B B的方向垂直，又跟的方向垂直，又跟的方向垂直。的方向垂直。SNABCDABCD四、四、電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)1 1、思考：思考：如果放在磁場(chǎng)中不是一段通電導(dǎo)線，而如果放在磁場(chǎng)中不是一段通電導(dǎo)線，而是一個(gè)通電的矩形線圈是一個(gè)通電的矩形線圈abcdabcd，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？2、電動(dòng)機(jī)基本構(gòu)造：定子和轉(zhuǎn)子。、電動(dòng)機(jī)基本構(gòu)造：定子和轉(zhuǎn)子。3、功率：有、功率：有大有小。大有小。4、種類(lèi)：分、種類(lèi)：分直流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)5、應(yīng)用：、應(yīng)用：看插圖看插圖直流電動(dòng)機(jī)示意圖直流電動(dòng)機(jī)示意圖小結(jié)小結(jié)一、安培力一、安培力1、概念：、概念：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力稱(chēng)為通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力稱(chēng)為安碚力安碚力F2、大?。骸⒋笮。篎=BIL3、方向：、方向：FB，F(xiàn) I，F(xiàn)垂直垂直I、B所在平面。所在平面。左手定則確定左手定則確定二、二、1、公式：、公式：2、物理意義：、物理意義：反映了磁場(chǎng)的反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱強(qiáng)弱3、單位：、單位： 4、方向：與該處磁場(chǎng)方向同、方向：與該處磁場(chǎng)方向同5、 FBIL 用一塊蹄形磁用一塊蹄形磁鐵慢慢地接近發(fā)鐵慢慢地接近發(fā)光的白熾燈泡。光的白熾燈泡?？梢钥吹綗艚z顫可以看到燈絲顫抖起來(lái)。抖起來(lái)。 猜猜看，燈絲猜猜看，燈絲里通過(guò)怎樣的電里通過(guò)怎樣的電流，才能使燈絲流，才能使燈絲顫抖顫抖 FBILFBIL225 10 N2.5A 1 10 m 2T圖圖2.3-9 安培的安培的平行導(dǎo)線平行導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)。 3、你你能判定通能判定通電后它們電后它們之間作用之間作用力的方向力的方向嗎？嗎？1下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 （ ）A磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，就是通以電流 I，長(zhǎng)為L(zhǎng)的一段很短的導(dǎo)線放在該處時(shí)所受安培力 F與I、L的乘積的比值。B一段很短的通電導(dǎo)線放在某處不受安培力作用，則 該處一定沒(méi)有磁場(chǎng)。C一段很短的通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中A處時(shí)受安培力比放 在B處大，則A處磁感應(yīng)強(qiáng)度可能比B處磁感應(yīng)強(qiáng)度大。D因?yàn)锽=F/（IL），所以某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟磁場(chǎng)力F 成正比，跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL成反比。 ABDF2如圖所示，表示一根放在磁場(chǎng)里的通電直導(dǎo)線，直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直。圖中已分別標(biāo)明電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度這兩個(gè)物理量的方向，請(qǐng)標(biāo)出安培力的方向。 （用“ ”表示磁感線垂直于紙面向外，“”表示磁感線垂直于紙面向里；“” 表示電流垂直于紙面向外，“ ” 表示電流垂直于紙面向里。） IBB I3如圖所示，表示一根放在磁場(chǎng)里的通電直導(dǎo)線，直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直。圖中已分別標(biāo)明電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度和安培力這三個(gè)物理量中兩個(gè)的方向，請(qǐng)標(biāo)出第三個(gè)量的方向。FB（2）F（1）I4關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，正確的說(shuō)法有關(guān)于磁場(chǎng)和磁感線的描述，正確的說(shuō)法有 A磁極之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生磁極之間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生 的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種物質(zhì)的，磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，也是一種物質(zhì)B磁感線可以形象地表現(xiàn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向磁感線可以形象地表現(xiàn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向C磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止磁感線總是從磁鐵的北極出發(fā)，到南極終止D磁感線就是細(xì)鐵屑在磁鐵周?chē)帕谐龅那鸥芯€就是細(xì)鐵屑在磁鐵周?chē)帕谐龅那?線，沒(méi)有細(xì)鐵屑的地方就沒(méi)有磁感線線，沒(méi)有細(xì)鐵屑的地方就沒(méi)有磁感線 AB A放在該點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力的方向放在該點(diǎn)的通電直導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力的方向B放在該點(diǎn)的正檢驗(yàn)電荷所受的磁場(chǎng)力的方向放在該點(diǎn)的正檢驗(yàn)電荷所受的磁場(chǎng)力的方向C放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)放在該點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)N極所指的方向極所指的方向D通過(guò)該點(diǎn)磁感線的切線方向通過(guò)該點(diǎn)磁感線的切線方向5、磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向、磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 CD6、一束帶電粒子沿水平方向飛過(guò)小磁針上方，、一束帶電粒子沿水平方向飛過(guò)小磁針上方，并與磁針指向平行，能使磁針的并與磁針指向平行，能使磁針的S極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)，極轉(zhuǎn)向紙內(nèi)，如圖如圖1所示，那么這束帶電粒子可能是所示，那么這束帶電粒子可能是 A向右飛行的正離子束向右飛行的正離子束B(niǎo)向左飛行的正離子束向左飛行的正離子束C向右飛行的負(fù)離子束向右飛行的負(fù)離子束D問(wèn)左飛行的負(fù)離子束問(wèn)左飛行的負(fù)離子束 BC7、在圖中分別標(biāo)出磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線的電流方向、在圖中分別標(biāo)出磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線的電流方向,磁場(chǎng)方向和導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向磁場(chǎng)方向和導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向,其中正確的是：其中正確的是： CD8、在圖中，標(biāo)出了磁場(chǎng)、在圖中，標(biāo)出了磁場(chǎng)B的方向、通電直導(dǎo)線中的方向、通電直導(dǎo)線中電流電流I的方向，以及通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向，以及通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F的方的方向，其中正確的是（向，其中正確的是（ ）BFIABIFBIBFCIBFDAC9.如圖所示的四種情況，通電導(dǎo)線均置于勻強(qiáng)如圖所示的四種情況，通電導(dǎo)線均置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其中通電導(dǎo)線不受安培力作用的是磁場(chǎng)中，其中通電導(dǎo)線不受安培力作用的是CFBILF FF FF F10、下面各圖中、下面各圖中,知知I、B方向，方向，畫(huà)畫(huà)F方向方向