第二節(jié)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用-安培力

第三章磁場(chǎng)第二節(jié)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用——安培力南溪一中

——王聰1、通過實(shí)驗(yàn)探究的方法知道安培力大小的決定因素．2、理解并掌握安培力的計(jì)算公式F＝ILB.3、知道安培力的概念，會(huì)用左手定則判定安培力的方向．4、了解電動(dòng)機(jī)、磁電式電流表的構(gòu)造及原理學(xué)習(xí)目標(biāo)南溪一中一、安培力1、安培力：_______對(duì)_______的作用力．磁場(chǎng)電流南溪一中安培(A.M.Ampere,1775-1836),法國物理學(xué)家科學(xué)家的故事法國物理學(xué)家安培:1775年1月20日生于里昂一個(gè)富商家庭,1836年6月10日卒于馬賽.安培最主要的成就是1820～1827年對(duì)電磁作用的研究.①發(fā)現(xiàn)了安培定則②發(fā)現(xiàn)電流的相互作用規(guī)律③發(fā)明了電流計(jì)④提出分子電流假說⑤總結(jié)了電流元之間的作用規(guī)律——安培定律南溪一中2008年1月美國海軍試射電磁炮電磁炮普通炮彈的發(fā)射速度?左手定則(1)左手定則：伸出左手，四指并攏，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓_______垂直穿過手心，四指指向_____方向，則大拇指所指方向就是_________所受安培力的方向.磁感線電流通電導(dǎo)線(2)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力方向，既與_________垂直，又與_________垂直，即垂直于_________和__________所確定的平面．電流方向磁場(chǎng)方向電流方向磁場(chǎng)方向南溪一中2、安培力的方向安培力總是垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所決定的平面,那么磁場(chǎng)方向和電流方向一定垂直嗎?想一想:1．安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所決定的平面，在判斷安培力方向時(shí)首先確定磁場(chǎng)和電流所確定的平面，從而判斷出安培力的方向在哪一條直線上，然后再根據(jù)左手定則判斷出安培力的具體方向．對(duì)安培力方向的理解2．已知I、B的方向，可惟一確定F的方向；已知F、B的方向，且導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可惟一確定I的方向；已知F、I的方向時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不能惟一確定．3．由于B、I、F的方向關(guān)系在三維立體空間中，所以解決該類問題時(shí)，應(yīng)具有較好的空間想象力．如果是在立體圖中，還要善于把立體圖轉(zhuǎn)換成平面圖．南溪一中1、在如圖所示的各圖中，表示磁場(chǎng)方向、電流方向及導(dǎo)線受力方向的圖示正確的是(

)南溪一中課堂練習(xí)：A2、請(qǐng)根據(jù)左手定則判斷下面幾幅圖中安培力的方向.南溪一中課堂練習(xí)：××××××××××××××××IBIB×××××××××××××××××IB3、如圖所示是一根放在磁場(chǎng)里的通電直導(dǎo)線,直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直,圖中分別標(biāo)明了電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度和安培力這三個(gè)量中兩個(gè)量的方向，試標(biāo)出第三個(gè)量的方向.南溪一中課堂練習(xí)：×FI×IBBF4、通電矩形導(dǎo)線框abcd與無限長通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，電流方向如圖所示，ab與MN平行．關(guān)于MN的磁場(chǎng)對(duì)線框的作用，下列敘述中正確的是(

)A．線框有兩條邊所受的安培力的方向相同B．線框有兩條邊所受的安培力大小相等C．線框受安培力的合力向左D．線框不受安培力的作用南溪一中課堂練習(xí)：BC通電導(dǎo)線之間通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用南溪一中活動(dòng)：將通電直導(dǎo)線放入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)就會(huì)對(duì)通電直導(dǎo)線有安培力的作用。如果有兩條相互平行、距離很近的通電直導(dǎo)線，如圖所示，觀察、分析發(fā)生的現(xiàn)象，并在圖中標(biāo)出導(dǎo)線所受安培力的方向。×I1(a)I2×I1I2×(b)平行通電導(dǎo)線之間的相互作用南溪一中安培進(jìn)行安培力實(shí)驗(yàn)用過的實(shí)驗(yàn)裝置南溪一中②保持電流不變，改變磁場(chǎng)中______________，通過觀察______________大小來比較磁場(chǎng)力大?。俦３执艌?chǎng)中直導(dǎo)線的長度不變，改變_________，通過觀察______________大小來比較磁場(chǎng)力大?。?．探究影響通電導(dǎo)線受力的因素直導(dǎo)線垂直電流大小導(dǎo)線偏轉(zhuǎn)角度蹄形磁體大小南溪一中(3)結(jié)論：通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)__________時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線作用力的大小與__________和_________都成正比．方向垂直導(dǎo)線長度電流大小(1)將一根________水平懸掛在磁鐵的兩極間，導(dǎo)線的方向與磁場(chǎng)的方向______．(2)用__________法探究安培力的影響因素控制變量導(dǎo)線偏轉(zhuǎn)角度4．安培力大小的計(jì)算公式(1)通電導(dǎo)線跟磁場(chǎng)垂直時(shí)：安培力最大，F(xiàn)＝____.(2)通電導(dǎo)線跟磁場(chǎng)平行時(shí)：安培力最小，F(xiàn)＝__.ILB01．公式F＝ILB中L指的是“有效長度”．當(dāng)B與I垂直時(shí)，F(xiàn)最大，F(xiàn)＝ILB；當(dāng)B與I平行時(shí)，F(xiàn)＝0.對(duì)公式F＝ILB的理解南溪一中2．彎曲導(dǎo)線的有效長度L，等于連接兩端點(diǎn)直線的長度(如圖所示)；相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端．3．若磁場(chǎng)和電流成θ角時(shí)，如圖所示．可以將磁感應(yīng)強(qiáng)度B正交分解成B⊥＝Bsinθ和B∥＝Bcosθ，而B∥對(duì)電流是沒有作用的．F＝ILB⊥＝ILBsinθ，即F＝ILBsinθ.南溪一中5、有一根長為1m的通電直導(dǎo)線,通有10-3A的電流,把它放在0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并與磁場(chǎng)方向垂直,求該導(dǎo)線受到的安培力大小.南溪一中課堂練習(xí)：6、一根長為0.2m、電流為2A的通電導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到磁場(chǎng)力的大小可能是(

)A．0.4N

B．0.2NC．0.1ND．0NBCD7、如圖所示，導(dǎo)線abc為垂直折線，其中電流為I，ab＝bc＝L，導(dǎo)線所在的平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，求導(dǎo)線abc所受安培力的大小和方向．南溪一中課堂練習(xí)：8、將長為1m的導(dǎo)線ac從中點(diǎn)b折成如圖所示的形狀，放入B＝0.08T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，abc平面與磁場(chǎng)垂直．若在導(dǎo)線abc中通入25A的直流電，則整個(gè)導(dǎo)線所受安培力大小為________N.南溪一中課堂練習(xí)：1．構(gòu)造：由磁場(chǎng)(磁體)、_________、____、____及電源組成．2．原理：(圖見教材P87)電流從滑環(huán)A流入時(shí)，從滑環(huán)B流出，滑環(huán)起一個(gè)_______的作用，當(dāng)線圈通電后，由于受到_______的作用，線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)起來．轉(zhuǎn)動(dòng)線圈滑環(huán)電刷換向器安培力二、電動(dòng)機(jī)——安培力的重要應(yīng)用南溪一中1．有安培力參與的物體平衡，此平衡與前面所講的物體平衡一樣，也是利用物體平衡條件解題．只是多了一個(gè)安培力而已．安培力作用下的物體平衡3．在安培力作用下的物體平衡的解題步驟和前面我們學(xué)習(xí)的共點(diǎn)力平衡相似，一般也是先進(jìn)行受力分析，再根據(jù)共點(diǎn)力平衡的條件列出平衡方程．其中重要的是在受力分析過程中不要漏掉了安培力．南溪一中2．與閉合電路歐姆定律相結(jié)合的題目，主要應(yīng)用：(1)閉合電路歐姆定律；(2)求安培力用公式F＝BIL；(3)物體平衡條件．9、如圖所示，在傾角為α的光滑斜面上，垂直紙面放置一根長為L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，在導(dǎo)體棒中的電流.

I垂直紙面向里時(shí)，欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上，下列外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向正確的是(

)南溪一中課堂練習(xí)：A10、如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流，用N表示磁鐵對(duì)桌面的壓力的反作用力，用f表示桌面對(duì)磁鐵的摩擦力，導(dǎo)線中通電后與通電前相比較(

)A．N減小，f＝0

B．N減小，f≠0C．N增大，f＝0D．N增大，f≠0南溪一中課堂練習(xí)：C11、如圖所示,水平放置的兩導(dǎo)軌P、Q間的距離L=0.5m,垂直于導(dǎo)軌平面的豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的大小為2T,垂直于導(dǎo)軌放置的ab棒的質(zhì)量m=1kg,系在ab棒中點(diǎn)的水平繩跨過定滑輪與重為G=3N的物塊相連,已知ab棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，電源的電動(dòng)勢(shì)E=10V,內(nèi)阻r=0.1Ω

,導(dǎo)軌的電阻及ab棒的電阻不計(jì)，要想使ab棒處于靜止?fàn)顟B(tài)電阻R應(yīng)在哪個(gè)范圍內(nèi)取值？（g=10m/s2）GQPR南溪一中課堂練習(xí)：【答案】

1.9Ω

≤R≤9.9Ω12、質(zhì)量為m＝0.02kg的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ＝37°的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度d＝0.2m，桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌