《高考人教四川专物理选修31课件第1部分第三章第2节磁场对通电导线的作用安培力》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考人教四川专物理选修31课件第1部分第三章第2节磁场对通电导线的作用安培力（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章,第2节,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,考向三,随堂基础巩固,课时跟踪训练,考向二,1磁场对通电导线的作用力称为 安培力，安培力的方向由左手定则判定。 2当通电导线与磁场方向平行时， 导线不受安培力，当通电导线与磁 场方向垂直时，导线受安培力作用， 其大小为FBIL。 3电动机是靠安培力做功，将电能转 化成机械能的装置。,1探究磁场对通电导线的作用 (1)实验原理：将通电导线置于磁场中，它将受到力的作用。取一蹄形磁铁，认为它的两极间的磁场均匀，将一通电线框置于蹄形磁铁的两极间。电流的大小可以由滑动变阻器调节，通电导线在磁场中的长度可由并用的磁铁数目
2、改变，安培力的大小可通过弹簧测力计的读数求出。,自学教材,(2)实验装置：如图321所示。,(3)实验器材：铁架台、蹄形磁体(2个)，线框，弹簧测力计，电流表，电源、滑动变阻器，开关，导线若干。,图321,(4)实验过程： 按如图321所示装置安装、连接实验器材，并使线框下端与磁场方向垂直。 在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读数F0。 接通电路，调节滑动变阻器使电流表读数为I1，记录弹簧测力计的读数F1。 继续调节滑动变阻器使电流表读数为I2，I3，In，观察并记录弹簧测力计相应的读数F2，F3，Fn。 分别计算出F1F0，F2F0，F3F0，FnF0，并填入表格中。,列出Ii与FiF0
3、(i1,2,3，n)的对应关系。 紧挨着蹄形磁体再并排放上一个相同的蹄形磁体(相同的极性在同一侧)。仍保持线框的竖直边在磁场区外，重复过程。,(5)实验结论： 当通电导线与磁场方向平行时，导线不受力。 当通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通电导线有力的作用，力的大小与导线中的电流、导线长度和磁场强弱有关。精确实验表明：通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通电导线作用力的大小与导线长度和电流大小都成正比，比例系数与导线所在位置的磁场强弱有关。,2安培力的大小和方向 (1)定义：磁场对通电导线的作用力。 (2)公式：FILB。 式中I的单位为安(A)，L的单位为米(m)，F的单位为牛(N)。,(3)安培
4、力方向的判定左手定则 内容：伸出左手，四指并拢，使大 拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌 在同一平面内，让磁感线垂直穿过 手心，四指指向沿电流方向， 则大拇指所指方向就是通电导线所受安培力的方向，如图322所示。,图322,重点诠释,1对安培力的理解 (1)公式FILB是在通电导线与磁场方向垂直的情况下得出的。 (2)安培力方向的特点：通电导线在磁场中受到的安培力方向，既与电流方向垂直，又与磁场方向垂直，或者说安培力方向垂直于电流方向和磁场方向所确定的平面。 (3)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
5、手心。,(4)注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系：安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行。 (5)安培定则和左手定则的区别： 安培定则确定的是电流方向和由电流产生的磁场方向之间的关系。 左手定则确定的是磁场方向、电流方向和电流所受磁场的作用力(安培力)的方向之间的关系。,2电场力与安培力的区别,1在图323中标出了磁场的方向、通电直导线中电 流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是 (),图323,解析：B选项导线和磁场方向平行，故通电导线不受安培力作用，再由左手定则，C选项正确，A、D错误。,答案：C,自学教材,1直流电动机的工作原
6、理 (1)直流电动机的构造： 如图324所示是一个直流电动机的工作模型，由磁场(磁体)、转动线圈、滑环(两个半圆环A和B)、电刷及电源组成,图324,(2)工作原理： 当电流由半圆环A流入时，则从B流出；当电流由B流入时，则从A流出。因此，滑环在其中起了一个换向器的作用。当线圈通电后，由于受到安培力的作用，线圈在磁场中旋转起来。 2电动机的分类 (1)直流电动机。 (2)交流电动机。,重点诠释,(1)两个半圆环A和B的作用是改变线圈中的电流方向，从而确保线圈中安培力的方向与线圈转动方向一致。 (2)无论直流电动机还是交流电动机，无论其结构多复杂，但都是利用磁场对通电导线的作用把电能转化为机械能
7、的。,2下列关于直流电动机的说法，错误的是() A直流电动机是将电能转化为机械能的装置 B直流电动机能把电能全部转化为动能 C直流电动机是依靠磁场对电流的作用工作的 D直流电动机工作时也会有发热现象，是电流的热效应,解析：从能量角度来看直流电动机是把电能转化成机械能的装置。其工作原理是利用了磁场对电流的作用。但由于线圈有一定的电阻，直流电动机在工作过程中会产生一定的焦耳热。,答案： B,例1如图325所示，一金 属直杆MN两端接有导线，悬挂于 线圈上方，MN与线圈轴线均处于 竖直平面内，为使MN垂直于纸面 向外运动，可以 (),图325,A将a、c端接在电源正极，b、d端接在电源负极 B将b、
8、d端接在电源正极，a、c端接在电源负极 C将a、d端接在电源正极，b、c端接在电源负极 D以上判断都不正确 思路点拨首先分析导线MN处线圈产生的磁场分布情况，再根据左手定则判断MN的受力情况。,解析按照A选项中接法，由安培定则知螺线管上端为N极，MN中电流方向自左向右，由左手定则知MN垂直于纸面向外运动。B选项中的接法使螺线管上端为S极，MN中电流方向自右向左，故由左手定则可判断，MN垂直于纸面向外运动，所以A、B正确。而C选项中螺线管上端为S极，MN中电流方向自左向右，则由左手定则可判知，MN垂直于纸面向内运动，所以选项C不正确。,答案 AB,对于这类“安培定则”“左手定则”同时应用的题目，
9、弄清它们的应用范围是分析问题的关键。安培定则适用于分析“因电而生磁”类问题，而“左手定则”适用于分析“因电而受力”类问题。,1如图326所示，一根长直导线 穿过载有恒定电流的金属环的中心且 垂直于环面。导线中和环中电流方向 如图所示，那么金属环受到的磁场力为 () A沿圆环半径向外 B等于零 C沿圆环半径向内 D水平向左,图326,解析：环形电流与直线电流激发的磁场处处平行，故环形电流I1不受磁场力。故B正确。,答案：B,例2如图327所示，把 轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁 铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈 的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈() A向左运动B向右运动
10、 C静止不动 D无法确定,图327,审题指导解答本题应注意以下三点： (1)熟悉条形磁铁周围空间的磁场分布。 (2)通电线圈可等效成小磁针。 (3)通电线圈也可看成由许多电流元组成。,解析法一：等效法。把通电线圈等效成小磁针。由安培安则，线圈等效成小磁针后，左端是S极，右端是N极，异名磁极相吸引，线圈向左运动。 法二：电流元法。如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动。,答案A,判断安培力作用下导体运动方向的常用方法,2如图328所示，在蹄形磁铁的上方 用橡皮绳悬挂一根直导线CD，当导线 中通有沿CD方向的电流时，在磁场力 的作用下，直导
11、线CD将 () A向下平动，橡皮绳再伸长一些 B向纸面外平动，橡皮绳再伸长一些 CC端向纸面外转动，D端向纸里转动，橡皮绳再伸长 一些 DD端向纸面外转动，C端向纸里转动，橡皮绳缩短一些,图328,解析：用左手定则判断导线CD左边受安培力垂直纸面向外，导线CD右边受安培力垂直于纸面向里，故C端向纸面外转动，D端向纸面里转动，同时CD还受到向下的安培力，故橡皮绳中张力增大，橡皮绳的伸长量也增大一些，故C正确。,答案： C,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329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
12、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。,图329,审题指导解答本题时应注意以下三点： (1)斜面光滑，棒不受摩擦力作用，棒静止，其合力为零。 (2)导体棒平衡，所受安培力最小，对应磁感应强度最小。 (3)若棒对斜面无压力，必有安培力与棒重力等大反向。,这是一道力、电、磁综合问题，解决这类问题的基本思路是： (1)若是立体图，则先将立体图转换为平面图。 (2)对物体受力分析，要注意安培力方向的确定。 (3)根据平衡条件或物体的运动状态列出方程。 (4)如果用到其他规律，如闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律、能量的转化与守恒等，也要列出相应的方程。 (5)解方程求解并验证结果。,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”,
