物理 第二章 磁場(chǎng) 第3講 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用 新人教版選修11

第第3講磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用講磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用目標(biāo)定位目標(biāo)定位1.知道什么是安培力知道什么是安培力.知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)中影響通電導(dǎo)線所受安培力大小和方知道勻強(qiáng)磁場(chǎng)中影響通電導(dǎo)線所受安培力大小和方向的因素向的因素.2.理解磁感應(yīng)強(qiáng)度理解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義式和物理意義的定義式和物理意義.知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位知道磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位.知道用磁感知道用磁感線的疏密程度可以形象地描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小線的疏密程度可以形象地描述磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.3.會(huì)用公式會(huì)用公式FBIL進(jìn)行安培力的簡(jiǎn)單進(jìn)行安培力的簡(jiǎn)單計(jì)算計(jì)算.4.了解電動(dòng)機(jī)的工作原理了解電動(dòng)機(jī)的工作原理.知道電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用知道電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用.一、安培力一、安培力1.定義：定義：_在磁場(chǎng)中受到的力稱為在磁場(chǎng)中受到的力稱為_(kāi).2.把一段通電直導(dǎo)線放在磁場(chǎng)里，當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向把一段通電直導(dǎo)線放在磁場(chǎng)里，當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向_時(shí)，它所受的安培時(shí)，它所受的安培力最大；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向力最大；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向_時(shí)，導(dǎo)線不受安培力；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方時(shí)，導(dǎo)線不受安培力；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向向_時(shí)，所受安培力介于最大值和零之間時(shí)，所受安培力介于最大值和零之間.3.公式：公式：F_ (導(dǎo)體垂直磁場(chǎng)放置導(dǎo)體垂直磁場(chǎng)放置).通電導(dǎo)體通電導(dǎo)體安培力安培力垂直垂直一致一致斜交斜交BIL想一想想一想有的同學(xué)認(rèn)為：放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線一定受到安培力的作用有的同學(xué)認(rèn)為：放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線一定受到安培力的作用.這種想法這種想法對(duì)嗎？為什么？對(duì)嗎？為什么？答案答案不對(duì)不對(duì).通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的大小跟導(dǎo)線與磁場(chǎng)之間的夾角有關(guān)；通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的大小跟導(dǎo)線與磁場(chǎng)之間的夾角有關(guān)；若導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向一致，導(dǎo)線在磁場(chǎng)中不受安培力的作用若導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向一致，導(dǎo)線在磁場(chǎng)中不受安培力的作用.二、磁感應(yīng)強(qiáng)度二、磁感應(yīng)強(qiáng)度1.定義：定義：一段通電直導(dǎo)線一段通電直導(dǎo)線_放在磁場(chǎng)里所受的放在磁場(chǎng)里所受的_與導(dǎo)線中的電流和與導(dǎo)線中的電流和導(dǎo)線的長(zhǎng)度的導(dǎo)線的長(zhǎng)度的_的比值，叫磁感應(yīng)強(qiáng)度的比值，叫磁感應(yīng)強(qiáng)度. 垂直垂直安培力安培力乘積乘積特斯拉特斯拉特特T強(qiáng)弱強(qiáng)弱N極極受力受力答案答案不可以不可以.必須是垂直放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線必須是垂直放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線.三、安培力的方向三、安培力的方向1.安培力的方向跟安培力的方向跟_方向和方向和_方向有關(guān)方向有關(guān).2.左手定則：左手定則：伸開(kāi)左手，使拇指跟其余四指伸開(kāi)左手，使拇指跟其余四指_ ，并且都跟手掌在，并且都跟手掌在_平平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心，并使四指指向面內(nèi)，讓磁感線穿入手心，并使四指指向_的方向，那么，的方向，那么，_所指的方所指的方向就是通電導(dǎo)線所受向就是通電導(dǎo)線所受_的方向的方向.磁場(chǎng)磁場(chǎng)電流電流垂直垂直同一個(gè)同一個(gè)電流電流拇指拇指安培力安培力想一想想一想能不能說(shuō)：通電導(dǎo)線在某點(diǎn)所受安培力的方向就是該處的磁感應(yīng)強(qiáng)能不能說(shuō)：通電導(dǎo)線在某點(diǎn)所受安培力的方向就是該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向？度方向？答案答案不能不能. 通電導(dǎo)線在某點(diǎn)所受安培力的方向永遠(yuǎn)與該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向通電導(dǎo)線在某點(diǎn)所受安培力的方向永遠(yuǎn)與該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直垂直.四、電動(dòng)機(jī)四、電動(dòng)機(jī)我們使用的電動(dòng)機(jī)就是利用我們使用的電動(dòng)機(jī)就是利用_來(lái)工作的來(lái)工作的.各種電動(dòng)機(jī)都有各種電動(dòng)機(jī)都有_和和_.安培力安培力定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子一、對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解一、對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解1.物理意義：物理意義：磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量.2.矢量性：矢量性：磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，既有大小，又有方向，磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，既有大小，又有方向，磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向.3.描述：描述：磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，磁感線的切線方向表示磁感應(yīng)磁感線的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，磁感線的切線方向表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向強(qiáng)度的方向.4.勻強(qiáng)磁場(chǎng)：勻強(qiáng)磁場(chǎng)：各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同的磁場(chǎng)各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同的磁場(chǎng).【例【例1】關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的概念，下列說(shuō)法中正確的是的概念，下列說(shuō)法中正確的是()答案答案A針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練1關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法中正確的是關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說(shuō)法中正確的是()答案答案D二、安培力的大小二、安培力的大小安培力的大?。和娭睂?dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，所受的安培力最大，安培力的大?。和娭睂?dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，所受的安培力最大，F(xiàn)BIL；導(dǎo)；導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，導(dǎo)線不受安培力；導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，安培線方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，導(dǎo)線不受安培力；導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，安培力介于最大值和零之間力介于最大值和零之間.【例【例2】如圖】如圖231所示，把一水平導(dǎo)體棒置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中分別所示，把一水平導(dǎo)體棒置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中分別通有電流通有電流I和和2I，則棒所受安培力，則棒所受安培力()圖圖231A.通有電流通有電流I時(shí)小時(shí)小B.通有電流通有電流2I時(shí)小時(shí)小C.一樣大一樣大D.不能確定不能確定解析解析當(dāng)棒中通有電流當(dāng)棒中通有電流I時(shí)，棒所受的安培力時(shí)，棒所受的安培力FBIL；當(dāng)棒中通有電流；當(dāng)棒中通有電流2I時(shí)，棒所時(shí)，棒所受的安培力受的安培力F2BIL，選項(xiàng)，選項(xiàng)A正確正確.答案答案A針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練2 如圖如圖232所示，一根長(zhǎng)為所示，一根長(zhǎng)為0.2 m的通電直導(dǎo)線位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線的通電直導(dǎo)線位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為與磁場(chǎng)方向垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.2 T.當(dāng)導(dǎo)線中的電流為當(dāng)導(dǎo)線中的電流為1 A時(shí)，導(dǎo)線所受安時(shí)，導(dǎo)線所受安培力的大小為培力的大小為()圖圖232A.0.02 N B.0.04 N C.0.06 N D.0.08 N解析解析根據(jù)根據(jù)FBIl解得導(dǎo)線所受安培力的大小為解得導(dǎo)線所受安培力的大小為0.04 N.答案答案B三、安培力的方向三、安培力的方向1.可以用左手定則來(lái)判定：伸開(kāi)左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一可以用左手定則來(lái)判定：伸開(kāi)左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心，并使四指指向電流的方向，那么，拇指所指的方向個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心，并使四指指向電流的方向，那么，拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向.2.安培力的方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)，與電流方向也有關(guān)安培力的方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)，與電流方向也有關(guān).安培力的方向既垂直于磁場(chǎng)方向安培力的方向既垂直于磁場(chǎng)方向又垂直于電流方向，即垂直于磁場(chǎng)和電流所決定的平面又垂直于電流方向，即垂直于磁場(chǎng)和電流所決定的平面.【例【例3】某同學(xué)畫(huà)的表示磁感應(yīng)強(qiáng)度某同學(xué)畫(huà)的表示磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流、電流I和安培力和安培力F的相互關(guān)系的圖如圖所示，的相互關(guān)系的圖如圖所示，其中正確的是其中正確的是()解析解析由于由于F、B、I三者的方向關(guān)系滿足左手定則，由左手定則知，三者的方向關(guān)系滿足左手定則，由左手定則知，D正確，正確，A、B錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；C圖中，圖中，B與與I平行，導(dǎo)線不受安培力，故平行，導(dǎo)線不受安培力，故C錯(cuò)誤錯(cuò)誤.答案答案D針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練3如圖如圖233所示，用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線所示，用兩根相同的細(xì)繩水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線MN，電流電流I方向從方向從M到到N，繩子的拉力均為，繩子的拉力均為F.為使為使F0，可能達(dá)到要求的方法是，可能達(dá)到要求的方法是()圖圖233A.加水平向右的磁場(chǎng)加水平向右的磁場(chǎng)B.加水平向左的磁場(chǎng)加水平向左的磁場(chǎng)C.加垂直紙面向里的磁場(chǎng)加垂直紙面向里的磁場(chǎng)D.加垂直紙面向外的磁場(chǎng)加垂直紙面向外的磁場(chǎng)解析解析由于繩子的拉力為零，所以直導(dǎo)線所受的安培力向上，由左手定則可知，由于繩子的拉力為零，所以直導(dǎo)線所受的安培力向上，由左手定則可知，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，故C正確正確.答案答案C