《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力》1(PPT課件可編輯).ppt
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,,3.4《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力》,教學(xué)目標(biāo),（一）知識(shí)與技能1、知道什么是安培力。知道通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向與電流、磁場(chǎng)方向都垂直時(shí)，它的方向的判斷----左手定則。知道左手定則的內(nèi)容，會(huì)用左手定則熟練地判定安培力的方向，并會(huì)用它解答有關(guān)問題.2、會(huì)用安培力公式F=BIL解答有關(guān)問題.知道電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流受的安培力最大，等于BIL.3、了解磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理。（二）過程與方法通過演示、分析、歸納、運(yùn)用使學(xué)生理解安培力的方向和大小的計(jì)算。培養(yǎng)學(xué)生的間想像能力。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀使學(xué)生學(xué)會(huì)由個(gè)別事物的個(gè)性來認(rèn)識(shí)一般事物的共性的認(rèn)識(shí)事物的一種重要的科學(xué)方法.并通過對(duì)磁電式電流表的內(nèi)部構(gòu)造的原理了解，感受物理知識(shí)之間的聯(lián)系。二、重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)：安培力的方向確定和大小的計(jì)算。難點(diǎn)：左手定則的運(yùn)用（尤其是當(dāng)電流和磁場(chǎng)不垂直時(shí)，左手定則如何變通使用）。三、教具：磁鐵、電源、金屬桿、導(dǎo)線、鐵架臺(tái)、滑動(dòng)變阻器、多媒體。,預(yù)備知識(shí),垂直于紙面向里的電流,垂直于紙面向外的電流,垂直于紙面向里的磁場(chǎng),垂直于紙面向外的磁場(chǎng),,復(fù)習(xí),1、磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)形式,2、安培定則的內(nèi)容,直線電流的磁場(chǎng)：右手握住導(dǎo)線讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞方向,環(huán)形電流的磁場(chǎng)(通電螺線管的磁場(chǎng))：讓右手彎曲的四指與環(huán)行電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)行導(dǎo)線軸線上(螺線管內(nèi)部)磁感線的方向。,請(qǐng)欣賞視頻,6,1、定義：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力（磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力）稱為安培力。是為了紀(jì)念安培而命名的。,思考與討論,在電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是正電荷所受電場(chǎng)力的方向。那么，在磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是不是通電導(dǎo)體受力方向呢？,安培力,一、安培力的方向,演示：按照右圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1、上下交互磁場(chǎng)的位置以改變磁場(chǎng)的方向，觀察受力方向是否變化。2、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。,通過這兩種情況的分析，我們實(shí)際上已經(jīng)了解了導(dǎo)線受力的方向與磁場(chǎng)方向、電流方向的關(guān)系。你能用簡潔的方法表示這個(gè)關(guān)系嗎？,受力方向改變,只改變磁場(chǎng)方向,只改變電流方向,電流和磁場(chǎng)方向都變化,受力方向不變,受力方向改變,一、安培力的方向,F、B、I方向關(guān)系,安培力方向既與電流方向垂直F⊥B又與磁場(chǎng)方向垂直F⊥I，即垂直于電流和磁場(chǎng)所在的平面，即：F安⊥BI平面,左手定則：伸開左手,使拇指與其余四個(gè)手指垂直,并且都與手掌在同一平面內(nèi);讓磁感應(yīng)線從掌心進(jìn)入,并使四指指向電流的方向，這時(shí)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,遵循左手定則,示意圖,伸開左手：,磁感線——穿入手心,四指——指向電流的方向,大拇指——所受安培力的方向,一、安培力的方向,,判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向,,,,,,30,I,I,I,B,B,B,一、安培力的方向,問題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用,用學(xué)過的知識(shí)加以判斷,同向電流相互吸引。,反向電流相互排斥。,結(jié)論:,同向電流,反向電流,一、安培力的方向,（1）在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受安培力F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I和導(dǎo)線的長度L三者的乘積。,問題:如果既不平行也不垂直呢？,二、安培力的大小,即：F=ILB,（2）平行時(shí)：F＝0,把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為兩個(gè)分量：,一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直B1=Bsinθ,另一分量與導(dǎo)線平行B2=Bcosθ,平行于導(dǎo)線的分量B2不對(duì)通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由B1決定,即F=ILB1,F=ILBsinθ,二、安培力的大小,將B1=Bsinθ代入得,通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向不垂直的情況,公式：F=ILBsinθ,θ表示磁場(chǎng)方向與電流方向間的夾角,在中學(xué)階段，此公式僅適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng),二、安培力的大小,問題:若B與I不垂直時(shí)，F(xiàn)安與B和I方向關(guān)系可以概括為那句話？這時(shí)左手定則對(duì)磁感應(yīng)線有何要求？,,,,16,0,0.02N水平向右,0.02N垂直導(dǎo)線，斜向左上方,3、將長度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向,I,B,,,I,B,,,,30,I,B,GGLX鞏固練習(xí),,17,3、長度為20cm的通電直導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流的強(qiáng)度為1A，受到磁場(chǎng)作用力的大小為2N，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B：（）,A、B＝10TB、B≥10TC、B≤10TD、不能確定,B,ZDLX針對(duì)練習(xí),如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于O點(diǎn)，在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況將是(),A．靜止不動(dòng)B．向紙外平動(dòng)C．N極向紙外，S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)D．N極向紙內(nèi)，S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng),C,兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd可以自由活動(dòng)，當(dāng)通以如圖所示電流后，cd導(dǎo)線將（）A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近abB.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開abC.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開abD.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近ab,,,a,b,c,d,D,0,0.02N水平向右,0.02N垂直導(dǎo)線斜向左上方,將長度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向,I,B,,,I,B,,,,30,I,B,如圖所示，直角三角形abc組成的導(dǎo)線框內(nèi)通有電流I＝1A，并處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B＝2T中，AC=40cm，，求三角形框架各邊所受的安培力。,在圖中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，有一段長L，通有電流為I的直導(dǎo)線ab，電流方向從a到b，則導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力大小和方向如何？并將立體圖改畫為平面圖,,如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根相同的彈簧，下面掛一條長為0.5m，質(zhì)量為0.1kg的金屬棒MN，此時(shí)彈簧伸長10cm，欲使彈簧不伸長則棒上應(yīng)通過的電流的大小和方向如何？,M,N,2A，方向從M到N,磁電式電流表,1、磁電式電流表的構(gòu)造：刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴（軟鐵制成）、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯（軟鐵制成）。,鐵芯、線圈和指針是一個(gè)整體可以轉(zhuǎn)動(dòng)。,.,,,,,,［問題］電流表中磁場(chǎng)分布有何特點(diǎn)呢？電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的.所謂均勻輻向分布，就是說所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度.,在以鐵芯為中心的圓圈上，各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小是相等的.,該磁場(chǎng)并非勻強(qiáng)磁場(chǎng),［問題］該磁場(chǎng)是否勻強(qiáng)磁場(chǎng)？,［問題］該磁場(chǎng)的特點(diǎn)？,2、電流表的工作原理,1、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感應(yīng)線平行，當(dāng)電流通過線圈時(shí)線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個(gè)力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)到，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)使螺旋彈簧被扭動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，其大小,隨線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度增大而增大，當(dāng)這種阻礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩相平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)。,2、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，因而根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測(cè)電流的強(qiáng)弱。,3、當(dāng)線圈中的電流方向發(fā)生變化時(shí)，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化，所以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向。,表盤的刻度均勻，θ∝I,關(guān)于磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力,下列說法正確的是(),A.通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中一定受到安培力的作用B.通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向一定跟磁場(chǎng)方向垂直C.通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向一定跟電流方向垂直D.通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向垂于由B和I所確定的平面,BCD,磁場(chǎng)中某處的磁感線如圖所示(),A.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等,Ba>BbB.a、b兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不等,Ba下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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