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1、第6章 磁场对电流和磁场对电流和运动电荷的作用运动电荷的作用第1讲 探究磁场对电流的作用目标定位1.知道安培力的定义，理解并熟练应用安培力的计算公式FILBsin . 2.掌握左手定则，会用左手定则判断安培力的方向.3.知道电流表的基本构造和基本原理.4.通过观察实验现象，体会控制变量法在科学研究中的作用.1 预习导学 梳理识记点拨 2 课堂讲义 理解深化探究3对点练习 巩固应用反馈4 第1讲 探究磁场对电流的作用预习导学 梳理识记点拨 一、安培力1.物理学将磁场对电流的作用力称为 .2.安培力的大小：在匀强磁场中，当通电直导线与磁场方向_时，通电直导线所受的安培力F最大，等于磁感应强度B、电
2、流I和导线长度L的乘积，即 ，安培力的单位为N.安培力垂直FILB5 第1讲 探究磁场对电流的作用3.安培力的方向左手定则：如图1所示，伸开 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 穿过手心，四指指向_ ，那么，拇指所指的方向就是通电直导线在磁场中所受 的方向.图1左垂直电流的方向安培力6 第1讲 探究磁场对电流的作用二、安培力就在你身边1.电动机(1)电动机是利用 使通电线圈转动，将电能转化为_的重要装置.电动机有 电动机和交流电动机，交流电动机还可分为 和三相交流电动机.安培力机械能直流单相交流电动机7 第1讲 探究磁场对电流的作用(2)原理：如图2所示，当电流通过线圈时
3、，右边线框受到的安培力方向 ，左边线框受到的安培力方向 ，在安培力作用下线框转动起来. 图2向下向上8 第1讲 探究磁场对电流的作用2.电流计(1)构造：如图3所示. (2)电流计最基本的组成部分是_A和放在磁铁两极之间的缠绕着_并可转动的铝框B，如图所示，铝框的转轴上装有指针C和游丝D. 图3磁铁线圈9 第1讲 探究磁场对电流的作用(3)原理：当被测电流通入线圈时，线圈受 作用而转动，从而使游丝扭转形变，阻碍线圈的转动.两种作用平衡时，指针便停留在某一刻度.电流越大，指针的偏转 ，所以通过指针的 便可知道电流的大小.安培力越大偏转角度10 第1讲 探究磁场对电流的作用课堂讲义 理解深化探究一
4、、安培力的方向1.安培力的方向既与磁场方向垂直，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.11 第1讲 探究磁场对电流的作用例1 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向.12 第1讲 探究磁场对电流的作用解析 无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I决定的平面，且满足左手定则.答案 如图所示13 第1讲 探究磁场对电流的作用二、安培力的大小1.对安培力FILBsin
5、的理解安培力大小的计算公式FILBsin ，为磁感应强度方向与导线方向的夹角.(1)当90，即B与I垂直时，FILB.(2)当0，即B与I平行时，F0.14 第1讲 探究磁场对电流的作用2.当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图4所示)；相应的电流沿L由始端流向末端.图415 第1讲 探究磁场对电流的作用例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( )16 第1讲 探究磁场对电流的作用解析 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，故FIL
6、Bcos ，A正确，B图中，导线和磁场方向垂直，故FILB，B错误；C图中导线和磁场方向垂直，故FILB，C错误；D图中导线和磁场方向垂直，故FILB，D错误.答案 A17 第1讲 探究磁场对电流的作用例3 如图5所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L，且abcbcd135.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )图518 第1讲 探究磁场对电流的作用A.方向沿纸面向上，大小为( 1)ILBB.方向沿纸面向上，大小为( 1)ILBC.方向沿纸面向下，大小为( 1
7、)ILBD.方向沿纸面向下，大小为( 1)ILB19 第1讲 探究磁场对电流的作用解析 导线段abcd的有效长度为线段ad，由几何知识知Lad( 1)L，故线段abcd所受磁场力的合力大小FILadB( 1)ILB，导线有效长度的电流方向为ad，据左手定则可以确定导线所受合力方向竖直向上，故A项正确.答案 A20 第1讲 探究磁场对电流的作用三、安培力作用下的物体平衡例4 如图6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；
8、图621 第1讲 探究磁场对电流的作用解析 此类问题是关于安培力的综合问题，处理此问题仍需沿用力学思路和方法，只不过多考虑一个安培力而已.画出导体棒的受力分析图，一般先画出侧视图，再利用共点力平衡条件求解此问题.金属棒ab中电流方向由ba，它所受安培力水平向右，它还受竖直向下的重力，垂直于斜面向上的支持力，三力合力为零，由此可以求出安培力，从而求出磁感应强度B，再求出ab对导轨的压力.22 第1讲 探究磁场对电流的作用(1)受力分析如图所示，ab棒静止，沿斜面方向受力平衡，则mgsin ILBcos .答案 1.73 T23 第1讲 探究磁场对电流的作用(2)ab棒对导轨压力的大小.(g10
9、m/s2)解析 设导轨对ab棒的支持力为N，由牛顿第三定律得，ab棒对导轨的压力大小为：答案 6 N24 第1讲 探究磁场对电流的作用借题发挥 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.25 第1讲 探究磁场对电流的作用针对训练 如图7所示，用两根轻细金属丝将质量为m、长为l的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内.当棒中通以从a到b的电流I后，两悬
10、线偏离竖直方向角而处于平衡状态.为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( )图726 第1讲 探究磁场对电流的作用27 第1讲 探究磁场对电流的作用解析 要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值.由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形可知，安培力的最小值为Fminmgsin ，即IlBminmgsin ，得Bmin sin ，方向应平行于悬线向上.故选D.答案 D28 第1讲 探究磁场对电流的作用对点练习 巩固应用反馈1.如图8所示，其中A、B图已知电流方向及其所受磁场力的方向，试判断磁场方向.C、D图已知磁场方向及其对电流作用
11、力的方向，试判断电流方向.安培力的方向图829 第1讲 探究磁场对电流的作用答案 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.30 第1讲 探究磁场对电流的作用安培力的大小2.如图9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的大小.图9答案 A.ILBcos B.ILB C. ILB D.2IRB E.031 第1讲 探究磁场对电流的作用安培力作用下的物体平衡3.如图10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？图1032 第1讲 探究磁场对电流的作用解析 在解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方向间的关系.因为B垂直轨道面，又金属杆处于静止状态，所以F必沿斜面向上，由左手定则知，B垂直轨道面向上.大小满足ILBmgsin ，I .谢谢观看
