《高中物理人教选修31课件3.4通电导线在磁场中受到的力》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教选修31课件3.4通电导线在磁场中受到的力（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,高中物理选修3-1人教版,第三章 磁 场,第四讲 通电导线在磁场中受到的力,目标定位,通电导线在磁场中受到的力,一、安培力的方向,1、磁场 2、磁场 电流 3、掌心 电流的方向 4、B和I,想一想：当通电导线与磁感线不垂直时，还可用左手定则判断安培力的方向吗？,答：当电流方向跟磁感线方向不垂直时，安培力的方向仍垂直与电流和磁场决定的平面，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.,二、安培力的大小,1、ILB 2、0 3、ILBsin,想一想：通电导线在磁场中一定受到磁场力吗？若导线不受磁场力作用是否可以判定该处无磁场呢？,答：当通电导线与磁场平行时不受磁场力，由此也
2、可知，当导线不受磁场力作用时无法判定该处有无磁场.,预习导学,通电导线在磁场中受到的力,三、磁电式电流表,1、安培力 越大 偏转的方向 2、磁铁 3、半径 平行 4、很弱,想一想：用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是否都受到安培力作用？,答：与磁感线平行的两个边不受安培力作用,预习导学,通电导线在磁场中受到的力,一、安培力的方向,1判断安培力方向的方法：左手定则,2判定安培力的方向应注意的问题,(1)安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面,(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以
3、仍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，而是斜穿过手心,特别提醒FI，FB，但B与I不一定垂直,课堂讲义,通电导线在磁场中受到的力,【例1】 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向,解析,课堂讲义,通电导线在磁场中受到的力,二、安培力的大小,对安培力FILBsin 的理解,1公式中B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁场对外加磁场的影响,2公式中L指的是导线在磁场中的“有效长度”， 弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图3-4-4所示)；相应的电流沿L由始端流向末端,3. 公式中是B和I方向的夹角，当=90时sin =1，公式变
4、为FILB,4. 公式中Bsin 可以理解为磁感应强度B在垂直L方向的分量，Lsin 也可以理解为L在垂直于磁场方向的“有效长度”,3-4-4,课堂讲义,通电导线在磁场中受到的力,【例2】长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是 （ ）,A. F=BILcos B. F=BILcos C. F=BILsin D. F=BILsin,课堂讲义,通电导线在磁场中受到的力,解析A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，,B图中，导线和磁场方向垂直,C图中导线和磁场方向垂直,D图中导线
5、和磁场方向垂直,F=BIL,F=BILcos方向垂直纸面向外,B,F=BIL,F=BIL,A,根据左手定则可以确定安培力的方向,可算出各段导线的有效长度,合力大小为整段导线的等效长度所受的安培力,课堂讲义,通电导线在磁场中受到的力,A,课堂讲义,通电导线在磁场中受到的力,不计摩擦力,可知电流方向,结合电流方向就可知安培力方向,导体棒受力的合力为零，处于平衡状态,转换研究对象，先求导轨对棒的支持力,课堂讲义,通电导线在磁场中受到的力,【例4】 如图3-4-11所示，在与水平方向夹角为60的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量为m0.3 kg的金属棒ab，通以从ba，I3 A的
6、电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止求： (1)匀强磁场磁感应强度的大小； (2)ab棒对导轨压力的大小(g10 m/s2),【例4】 如图3-4-11所示，在与水平方向夹角为60的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量为m0.3 kg的金属棒ab，通以从ba，I3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止求： (1)匀强磁场磁感应强度的大小； (2)ab棒对导轨压力的大小(g10 m/s2),解析,(1)ab棒静止，受力情况如图所示，沿斜面方向受力平衡，则,mgsin BILcos .,课堂讲义,通电导线在磁场中受到的力,【例4】 如图3-4-11所示，在与水平
7、方向夹角为60的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量为m0.3 kg的金属棒ab，通以从ba，I3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止求： (1)匀强磁场磁感应强度的大小； (2)ab棒对导轨压力的大小(g10 m/s2),借题发挥有些同学在处理此类问题时常常感到比较困难，原因是空间观念不强，对磁场方向、电流方向、安培力方向的关系分辨不清，这时可由立体图画出正视图、侧视图或俯视图，则三者之间的关系就一目了然了例如本题画出侧视图，不但磁感应强度、电流、安培力三者方向关系确定了，安培力、重力、支持力的关系也清楚了,课堂讲义,通电导线在磁场中受到的力,安培力的方向,1
8、.如图6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图已知磁场方向及其对电流作用力的方向，试判断电流方向并在图中标出,解析：,根据左手定则,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,D图电流方向垂直于纸面向里,C图电流方向垂直于纸面向里,对点练习,通电导线在磁场中受到的力,安培力的大小,2、如图3-4-8所示在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受的安培力,答案 AILBcos BILB C. ILB D2BIR E0,对点练习,通电导线在磁场中受到的力,安培力作用下的物体平衡,BI1Lmgsin Imgsin /BL.,根据左手定则安培力方向沿斜面,安培力F必沿斜面向上,B垂直轨道面向上,对点练习,通电导线在磁场中受到的力,3如图1所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽L.有大小为B的匀强磁场，方向垂直导轨面，金属杆长为L，质量为m，水平放在导轨上当回路中通过电流时，金属杆正好能静止求：电流的大小为多大？ 磁感应强度的方向如何？,再见,
