磁场对通电导线的作用力【高效备课精研+知识精讲提升】 高二物理 课件（人教版2019选择性必修第二册）

高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力 第1节:磁场对通电导线的作用力高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力温故知新在必修第三册第十三章学了哪些关于磁场的知识呢？1、用安培定则判定直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向2、在必修课中，我们已经知道了磁场对通电导线有作用力，并从这个现象入手定义了物理量磁感应强度B。安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力（Ampre force），把电流的单位定为安培。高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向研究安培力的方向与哪些因素有关请你结合以前所学知识，你觉得安培力方向与那些因素有关？如何设计实验方案研究？猜想：磁感应强度方向、电流方向.实验方案：1.实验方法：控制变量法2.实验步骤：按照图所示，组装好器材，进行实验，观察导体棒受力方向。（1）上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察导体棒受力方向是否改变。（2）改变导体棒中电流的方向，观察受力方向是否改变。高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向研究安培力的方向与哪些因素有关改变磁场方向改变磁场方向改变电流方向改变电流方向IBFIBFIBF高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向研究安培力的方向与哪些因素有关高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向左手定则安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面即垂直于电流和磁场所在的平面左手定则：伸开左手伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直使拇指与其余四个手指垂直,并并且都与手掌在同一平面内且都与手掌在同一平面内;让磁感应线从掌心进入让磁感应线从掌心进入,并使并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向线在磁场中所受安培力的方向BIF【例题1】判定以下通电导线所受安培力的方向FIB30FIBFIB高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向左手定则的应用BFIBFIBIF侧视图侧视图高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向左手定则的应用【例题2】分析同向、反向电流之间的相互作用情况。Fab规律：规律：同方向电流同方向电流相互相互吸引吸引,反方向电流反方向电流相互相互排斥排斥 高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向左手定则的应用F=ILB 垂直于磁场B放置长为L的一段导线，当通过的电流为I时，所受的安培力F为：当磁感应强度当磁感应强度B的方向与导线方向平行时：的方向与导线方向平行时：F0当磁感应强度当磁感应强度B的方向与导线方向垂直时：的方向与导线方向垂直时：F=ILB思考：如果通电导线与磁场方向既不平行也不垂直时呢？思考：如果通电导线与磁场方向既不平行也不垂直时呢？高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力二、安培力的大小复习必修三的知识高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力二、安培力的大小安培力的一般表达式把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直 B=Bsin另一分量与导线平行 B/=Bcos其中平行方向的B/不产生安培力，导线所受的安培力只是垂直方向的B产生，由此又得：F=ILB=ILBsin=0时时平行：平行：F0=90时时垂直：垂直：FBILIBFIBB/B高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力三、磁电式电流表磁电式电流表的结构1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）、螺旋弹 簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力三、磁电式电流表磁电式电流表的磁场特点 最大最大的特点就是在极靴和铁芯间的磁场是均匀的特点就是在极靴和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的（即沿直径方向分布），如图所示。地辐向分布的（即沿直径方向分布），如图所示。1、这样的构造使得线框在转动过程中，其平面始终与磁场平行，即受到安培力的 方向始终与线框中的两边和磁场方向垂直。这样的构造分布，有怎样的优点2、辐射磁场虽然不是匀强磁场，但是不论线圈转到哪个位置，磁场的大小是相同的，这样线圈收到安培力的大小就是由电流的大小决定的，与磁场无关了。高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力三、磁电式电流表磁电式电流表的工作原理极靴极靴线圈线圈线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的效果，其大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍转动效和安培力产生的使线圈转动的效果相平衡时，线圈停止转动。高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力三、磁电式电流表磁电式电流表的刻度为什么是均匀的？线圈转动的轨迹圆上B大小处处相等，当线圈转动时B与I始终互相垂直。F=ILB I，表盘的刻度均匀高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力磁电式电流表磁电式电流表的工作原理的工作原理安培力的方向安培力的大小：通电导线在磁场中受到的力应用：磁电式电流表判定方法：左手定则特点：总垂直于B和I 确定的平面 构造：原理：F=ILBsin通电线圈受安培力作用而转动高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力【典例1】画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力【典例1】画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力【典例1】画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力1 1一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态：当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向没有磁场时，导线呈直线状态：当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是（）外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是（）2 2如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导如图所示为研究平行通电直导线之间相互作用的实验装置。接通电路后发现两根导线均发生形变，此时通过导线线均发生形变，此时通过导线M M和和N N的电流大小分别为的电流大小分别为I I1 1和和I I2 2，已知，已知I I1 1II2 2，方向均向上。，方向均向上。若用若用F F1 1和和F F2 2分别表示导线分别表示导线M M与与N N受到的磁场力的大小，则下列说法中正确的是（）受到的磁场力的大小，则下列说法中正确的是（）A AF F1 1=F=F2 2，两根导线相互排斥，两根导线相互排斥B BF F1 1=F=F2 2，两根导线相互吸引，两根导线相互吸引C CF F1 1FF2 2，两根导线相互排斥，两根导线相互排斥D DF F1 1FF2 2，两根导线相互吸引，两根导线相互吸引B高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力3 3如图所示，垂直纸面放置的三条通电长直导线如图所示，垂直纸面放置的三条通电长直导线P P、Q Q、R R相互平行，且彼此之间距离相互平行，且彼此之间距离相等，三条导线通入大小相等，方向相同的电流，则导线相等，三条导线通入大小相等，方向相同的电流，则导线R R受到的磁场力方向是（）受到的磁场力方向是（）A A垂直垂直R R，指向，指向y y轴负方向轴负方向B B垂直垂直R R，指向，指向y y轴正方向轴正方向C C垂直垂直R R，指向，指向x x轴正方向轴正方向D D垂直垂直R R，指向，指向x x轴负方向轴负方向A高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力高中物理选择性必修第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 第1节:磁场对通电导线的作用力4 4、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（）A A磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用 B B磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用 C C磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用 D D磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用