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1、,探究磁场对电流的作用,执教教师：XXX,第 1 节 探究磁场对电流的作用,理解教材新知,把握热点考向,应用创新演练,知识点一,知识点二,考向一,考向二,随堂基础巩固,课时跟踪训练,第6章 磁场对电流和运动电荷的作用,考向三,考向四,1.磁场对电流的作用力称为安培力。 2在匀强磁场中，当通电直导线与 磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力最大，等于磁感应强度B、电流I和导线长度l的乘积。,3左手定则：伸开左手，让拇指 与其余四指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电直导线在磁场中的受力方向。 4安培力让电动机转动、电流计 发挥作用。,自学教
2、材,1概念 对电流的作用力。 2科学探究：安培力与哪些因素有关 (1)探究方法： ，且保持通电导线与磁感线垂直。 (2)探究过程： 在通电导线长度和电流不变的情况下，改变 ，探究磁感应强度的大小和方向对安培力的影响。,磁场,控制变量法,磁感应,强度,在磁感应强度和通电导线在磁场中的长度不变的情况下，改变电流的大小和方向，探究电流的 和 对安培力的影响。 在磁感应强度与电流的大小和方向不变的情况下，改变通电导线在磁场中的 ，探究通电导线在磁场中的长度对安培力的影响。,大小,方向,长度,3结论 在匀强磁场中，通电导线与磁场方向垂直时，安培力的大小：F 。,IlB,4判断安培力方向的方法左手定则 伸
3、开左手，让拇指与其余四指 ，并与手掌在同一平面内，让磁 感线 穿过手心，四指指向 方 向，那么，拇指所指方向即为通电直 导线在磁场中的 方向。(如图6 11所示),图611,垂直,垂直,电流,受力,重点诠释,1对安培力的认识 (1)安培力的计算方法： 当B与I垂直时，FIlB；当B与I成角时，FIlBsin；当B与I平行时，F0。,(2)公式FIlB和FIlBsin中的l指的是“有效长度”，如图612所示，弯曲导线的有效长度l等于连接两端点直线的长度，相应的电流沿l由始端流向末端。,图612,(3)安培力公式适用于匀强磁场，或通电导线所处区域的磁感应强度的大小和方向相同。,2安培力的方向 (1
4、)安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，在判断时首先确定磁场和电流所确定的平面，从而判断安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断安培力的具体方向。 (2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流和磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心。,3判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向的方法 (1)电流元分析法：把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段就是一个电流元。先用左手定则判断每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方向。,(2)特殊位置分析法：根据通电导体在特殊
5、位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置。 (3)等效分析法：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁铁，其南、北极由安培定则判定。,1把长为L0.15 m的导体棒置于磁感 应强度为B1.0102T的匀强磁场 中，使导体棒和磁场方向垂直，如 图613所示，若导体棒中的电流 I2.0 A，方向向左，则导体棒受到 的安培力大小F_N，安培力的方向为竖直向_。(选填“上”或“下”),图613,解析：导体棒所受安培力 FILB2.00.151.0102 N3.0103 N。 由左手定则可知，安培力的方向竖直向下。 答案：3.0103 下,(1)电流表、 等都是安培力的应用。 (
6、2)电流计工作原理： 构造：圆柱形铁芯固定于 间，铁芯外面套有缠绕着线圈并可转动的铝框，铝框的转轴上装有指针和游丝。,电动机,蹄形磁铁两极,原理：当被测电流通入线圈时， 线圈受安培力作用而转动，线圈的转动 使游丝扭转形变，产生阻碍线圈转动的 力矩。当安培力产生的转动与游丝形变 产生的阻碍达到平衡时，指针停留在某 一刻度。 越大，安培力就越大， 就越大。,图614,电流,指针偏角,解析：游丝形变产生的阻力力矩与安培力引起的动力力矩平衡时，线圈停止转动，故从转动角度来看二力方向相反。电流计内磁场是均匀辐射磁场，在线圈转动的范围内，不管线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，线圈所在各处的磁场大小
7、相等方向不同，所以安培力与电流大小有关而与所处位置无关，电流越大，安培力越大，指针转过的角度越大。 答案：C,例1 如图615所示，其中A、B图已知电流方向及其所受磁场力的方向，试判断并在图中标出磁场方向。C、D图已知磁场方向及它对电流作用力的方向，试判断电流方向或电源的正负极并在图中标出。,图615,思路点拨 磁场的方向、电流的方向、安培力的方向三者遵守左手定则，电流的方向跟磁场的方向可以不垂直，但安培力的方向一定垂直于磁场和电流所决定的平面。 解析 由左手定则判断：A图磁场方向垂直纸面向外；B图磁场方向在纸面内垂直F向下；C、D图电流方向均垂直于纸面向里。 答案 见解析,(1)运用左手定则
8、判定安培力的方向时，注意图形的转化，将抽象的立体图形转化为便于受力分析的图形。 (2)运用左手定则时，无论B、I是否垂直，一定要让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则拇指所指方向即为安培力的方向。,例2 如图616所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力的大小。,图616,思路点拨 根据公式FIlB中各符号的意义计算。,D图，从ab的半圆形电流，分析圆弧上对称的每一小段电流，受力抵消合并后，其有效长度为ab。F2IRB。 所以，FIlB sin ，可以推广到任意形状的导线在匀强磁场中的受力计算。 若在D图中，用导线将ab接通形成闭合线
9、圈，则ab弧受力与ab直径受力方向刚好相反，故合力为零。所以，闭合的通电线圈受安培力为零。E图中，F0。,本题考查对安培力大小计算公式的正确理解，FIlBsinIlB，B为磁场在垂直导线电流方向的分量，为有效磁场。或者FIlB，其中l为垂直于磁场方向的有效长度。,图617,例3 在倾角为的光滑斜面上， 放置一通有电流I，长l，质量为m的导 体棒，如图617所示，试问： (1)欲使棒静止在斜面上，外加匀 强磁场的磁感应强度B的最小值和方向。 (2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。,审题指导 “光滑”无摩擦力、“静止”合外力为零，,图618,(1)图618
10、甲中若B最小，则F最小，F应与支持力N垂直，此时磁场方向垂直斜面向上。 (2)图618乙中，斜面无压力，则F应与重力等大反向，此时磁场方向水平向左。,(1)必须先将立体图转换为平面图，然后对物体受力分析，要注意安培力方向的确定。最后根据平衡条件或物体的运动状态列出方程。 (2)注意静摩擦力可能有不同的方向，因而求解结果是一个范围。,在上例题中，分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直于l，应加外磁场的方向范围。,解析：如图建立直角坐标系，棒在斜面 上受重力mg和支持力N，如图所示，若 使棒能在斜面上平衡，安培力F的范围 将被限定在F1与F2之间，并且F的方向 应包括F2的方向，但不包括F1的方向，
11、则磁场的方向应被限定在B1与B2之间(不包括B1)，如图所示。则B与正x轴方向的夹角范围为：。 答案：见解析,图619,例4 如图619所示，把一通 电直导线AB放在蹄形磁铁磁极的正上 方，导线可以自由移动，当导线中通过 如图所示方向的电流I时，试判断导线的 运动情况。,解析根据图甲所示的导线所 处的特殊位置判断其转动情况，将 导线AB从N、S极的中间O分成两 段，AO、BO段所处的磁场方向如 图中所示。由左手定则可得AO段受安培力的方向垂直纸面向外，BO段受安培力的方向垂直纸面向里，可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动。,再根据导线转过90时的特殊位置判断其上下运动情况。如图乙所示，导线AB此时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动。所以，导线在转动的同时还要向下运动。 答案 从上向下看逆时针转动，同时向下运动,分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤： (1)画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况 (2)用左手定则确定各段通电导线所受安培力 (3)据初速度方向结合牛顿运动定律确定导体的运动情况。,点击下图片进入“随堂基础巩固”,点击下图片进入“课时跟踪训练”,谢谢观看,请指导,
