高二物理課件人教版選修3-1：《磁場對通電導(dǎo)線的作用》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 2 3 磁場對通電導(dǎo)線的作用 教學(xué)目標(biāo) 知識能力1 安培力 通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁場的強(qiáng)弱 安培力的方向 左手定則 伸開左手 使拇指跟其余四指垂直 并且都跟手掌在同一個平面內(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 電動機(jī)原理實(shí)驗(yàn)儀器 三塊相同的蹄形磁鐵 一根直導(dǎo)線 直流電源 支架 一 安培力1 前言 既然通電導(dǎo)線能產(chǎn)生磁場 它本身也相當(dāng)于一個磁體 那么通電導(dǎo)線是否也受到磁場力的作用呢 實(shí)驗(yàn)研究 2 實(shí)驗(yàn) 把一段直導(dǎo)線放到磁場中 當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時 可以看到原來靜止的導(dǎo)線會發(fā)行運(yùn)動 裝置示意圖 3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時 它所受的安培力最大當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向一致時 導(dǎo)線不受安培力當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向斜交時 它所受的安培力介于最大值和0之間 4 安培力 通電導(dǎo)體在磁場中受到的力稱為安碚力F 5 思考 影響安培力大小的因素有哪些 垂直時 6 猜想 導(dǎo)線的長度L 電流的大小I再做實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 三塊相同的磁鐵并排放置 可認(rèn)為磁極間的磁場是均勻的 將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間 有電流通過時導(dǎo)線將擺動一個角度 通過這個角度可以比較導(dǎo)線所受安培力的大小 分別接通 2 3 和 1 4 可以改變導(dǎo)線通電部分的長度 電流強(qiáng)弱由外部電路控制 1 L不變 改變I 2 I不變 改變L 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 在同一磁場中 電流一定時 通電導(dǎo)線越長 導(dǎo)線所受安培力越大 精確的實(shí)驗(yàn)表明 通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力的大小 既與導(dǎo)線的長度L成正比 又與導(dǎo)線中的電流I成正比 即與I和L的乘積成正比 用公式表示為 F BILB是比例系數(shù) 在同一磁場中 通電導(dǎo)線長度一定時 電流越大 導(dǎo)線所受安培力越大 二 磁感應(yīng)強(qiáng)度1 討論比值的情況 對于不同的磁場 比例關(guān)系都成立 但在不同的磁場中 比例系數(shù)B不一樣 2 定義 比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度 3 定義式 4 物理意義 反映磁場的強(qiáng)弱5 勻強(qiáng)磁場 磁場的某一區(qū)域里 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同 這個區(qū)域的磁場叫勻強(qiáng)磁場 6 單位 在國際單位制中 磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉 簡稱特 國際符號是T 1T的物理意義 7 B的一般大小 常見的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度約是3 10 5T 7 10 5T 永磁鐵磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度約是10 3T 1T 在電機(jī)和變壓器的鐵芯中 磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)0 8T 1 4T8 方向 把某一點(diǎn)磁場的方向定義為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 磁場的方向 小磁針靜止時N極所指的方向沿磁感線的切線方向磁感應(yīng)強(qiáng)度全面地反映了磁場的強(qiáng)弱和方向 三 安培力的方向 左手定則 F方向 既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直 又跟電流I的方向垂直 四 電動機(jī)1 思考 如果放在磁場中不是一段通電導(dǎo)線 而是一個通電的矩形線圈abcd 會發(fā)生什么現(xiàn)象 2 電動機(jī)基本構(gòu)造 定子和轉(zhuǎn)子 3 功率有大有小 分直流電動機(jī)和交流電動機(jī)4 應(yīng)用 看插圖 直流電動機(jī)示意圖 視頻 小結(jié)一 安培力1 概念 通電導(dǎo)體在磁場中受到的力稱為安碚力F2 大小 F BIL3 方向 F B F I F垂直I B所在平面 左手定則確定二 磁感應(yīng)強(qiáng)度1 公式 2 物理意義 反映了磁場的強(qiáng)弱3 單位 特斯拉 簡稱特 國際符號是T4 方向 與該處磁場方向同5 勻強(qiáng)磁場 B的大小和方向處處相同 這個區(qū)域叫勻強(qiáng)磁場 一 安培力 1 安培力 2 IB時 F最大 I B時 F最小 等于零 1 F IL的意義 二 磁感應(yīng)強(qiáng)度 3 F BIL 2 定義 二 磁感應(yīng)強(qiáng)度 4 單位 5 方向 6 勻強(qiáng)磁場 3 公式 在磁場中放一根與磁場方向垂直的通電導(dǎo)線 它的電流強(qiáng)度是2 5A 導(dǎo)線長1cm 它受到的安培力為5 10 2N 則 這個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大 如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大到5A時 這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大 如果通電導(dǎo)線在磁場中某處不受磁場力 是否肯定這里沒有磁場 例題 解 應(yīng)為2T 有兩種可能 a 該處沒有磁場 b 該處有磁場 只不過通電導(dǎo)線與磁場方向平行 不能肯定 由左手定則判斷四個圖中所標(biāo)方向是否正確紅色箭頭表示電流方向 圖2 3 9安培的平行導(dǎo)線實(shí)驗(yàn) 你能判定通電后它們之間作用力的方向嗎 用一塊蹄形磁鐵慢慢地接近發(fā)光的白熾燈泡 可以看到燈絲顫抖起來 猜猜看 燈絲里通過怎樣的電流 才能使燈絲顫抖 鞏固練習(xí) 1 下列說法中錯誤的是 A 磁場中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 就是通以電流I 長為L的一段很短的導(dǎo)線放在該處時所受安培力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 則該處一定沒有磁場 C 一段很短的通電導(dǎo)線放在磁場中A處時受安培力比放在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跟磁場力F成正比 跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長度L的乘積IL成反比 ABD 鞏固練習(xí) 鞏固練習(xí) 3 如圖所示 表示一根放在磁場里的通電直導(dǎo)線 直導(dǎo)線與磁場方向垂直 圖中已分別標(biāo)明電流 磁感應(yīng)強(qiáng)度和安培力這三個物理量中兩個的方向 請標(biāo)出第三個量的方向 一 安培力 1 安培力 2 IB時 F最大 I B時 F最小 等于零 1 F IL的意義 二 磁感應(yīng)強(qiáng)度 3 F BIL 2 定義 4 單位 5 方向 6 勻強(qiáng)磁場 1 大小 2 方向 左手定則 F BIL IB 3 公式 三 安培力的大小和方向 練習(xí) 垂直于紙面向外 下面各圖中 知I B方向 畫F方向 課堂練習(xí)和課外作業(yè) 課堂練習(xí) P36問題與練習(xí)4課外作業(yè) P36問題與練習(xí)1 2 4 課堂練習(xí)和課外作業(yè) 課堂練習(xí) P36問題與練習(xí)4課外作業(yè) P36問題與練習(xí)1 2 4 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全