通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng).ppt

1、第三章磁場(chǎng),第4節(jié)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力,學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1、掌握左手定則確定安培力的方向（2級(jí)目標(biāo)） 2、掌握安培里的計(jì)算公式及解題方法（2級(jí)目標(biāo)）,1安培力 2決定安培力方向的因素,3左手定則 如圖所示，伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向,4對(duì)安培力方向的理解 (1)安培力方向的特點(diǎn)： FB，F(xiàn)I，即F垂直于B、I決定的平面 (2)當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直電流與磁場(chǎng)所決定的平面，所以仍可用左手定則來(lái)判斷安培力的方向，只是磁感線不再垂直穿過(guò)手心

2、,(1)安培力總是垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所決定的平面，但磁場(chǎng)方向和電流方向不一定垂直 (2)若已知B、I方向，F(xiàn)方向惟一確定，但若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不惟一 (3)判斷電流的磁場(chǎng)方向用安培定則，確定通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向用左手定則,1當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線垂直時(shí)，即電流方向與磁感線垂直時(shí)，所受的安培力最大：_ 2當(dāng)B與I成角時(shí)，安培力的大小:_ 3當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線平行時(shí)，所受安培力為_(kāi),4磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線的等效長(zhǎng)度 (1)公式FIBL中的L對(duì)彎曲長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)指的是“等效長(zhǎng)度” 彎曲通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于連接曲線兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度，相應(yīng)的電流沿L的始端流向末端，如圖甲所示,(2)

3、任意閉合通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為零，所受安培力(即各電流元所受安培力的合力)為零，如圖乙所示,(1)公式FILBsin中是B和I方向的夾角，不能盲目應(yīng)用題目中所給的夾角，要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析 (2)導(dǎo)線L所處的磁場(chǎng)應(yīng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)安培力表達(dá)式FILB(或FILBsin)一般適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若通電導(dǎo)線所在區(qū)域的B的大小和方向不相同，應(yīng)將導(dǎo)體分成若干段，使每段導(dǎo)線所處范圍B的大小和方向近似相等，求出各段導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力，然后再求合力,例題1：如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)電線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直于線圈平面，當(dāng)線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后，則線圈() A向左運(yùn)動(dòng)B向右運(yùn)動(dòng) C靜

4、止不動(dòng) D無(wú)法確定,題型一：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) （安培力的方向）,【解析】此題可以采用電流元法，也可采用等效法 解法一：等效法把通電線圈等效成小磁針由安培定則，線圈等效成小磁針后，左端是S極，右端是N極，異名磁極相吸引，線圈向左運(yùn)動(dòng) 解法二：電流元法如圖所示，取其中的上、下兩小段分析，根據(jù)其中心對(duì)稱性線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運(yùn)動(dòng) 【答案】A,【方法總結(jié)】 安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷方法 1判斷導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的常規(guī)思路 (1)不管是電流還是磁體，對(duì)通電導(dǎo)線的作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此必須要清楚導(dǎo)線所在位置的磁場(chǎng)分布情況 (2)結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判斷導(dǎo)線所受安培力的

5、方向 (3)由導(dǎo)體的受力情況判定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向,分析導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的幾種常用方法,變式訓(xùn)練1 如圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)() A順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降 B順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升 C逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降 D逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升,變式訓(xùn)練2通電平行直線電流間的作用情況 變式訓(xùn)練3,例題2：質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)軌放置且靜止于水平導(dǎo)軌上，通過(guò)MN的電流為I，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直于電流方向且與導(dǎo)軌平面成角斜向下，如圖所示，求棒MN所受的支持力大小和

6、摩擦力大小,題型二：安培力作用下物體的平衡和加速問(wèn)題,【解析】畫出平面圖，由左手定則判斷出安培力方向，對(duì)MN受力分析，如圖所示，對(duì)導(dǎo)體棒MN由平衡條件得： 水平方向：FfFsin， 豎直方向：FNFcosmg， 安培力FBIL，所以MN所受的支持力 FNBILcosmg，所受摩擦力FfBILsin. 【答案】BILcosmgBILsin,【方法總結(jié)】 解決涉及安培力的綜合類問(wèn)題的分析方法是： (1)首先把立體圖畫成易于分析的平面圖，如側(cè)視圖、剖視圖或俯視圖等 (2)確定導(dǎo)線所在處磁場(chǎng)方向，根據(jù)左手定則確定安培力的方向 (3)結(jié)合通電導(dǎo)體、受力分析、運(yùn)動(dòng)情況等，根據(jù)題目要求，列出方程，解決問(wèn)題,

7、變式訓(xùn)練2 質(zhì)量為m0.02 kg的通電細(xì)桿AB置于傾角為37的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度d0.2 m，桿AB與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖所示現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭，試求出為使桿AB靜止不動(dòng)，通過(guò)AB桿的電流范圍為多少？,題型3 開(kāi)放 探究,課堂小結(jié),1.電流為I的通電導(dǎo)線放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線所受安培力為F，下列說(shuō)法哪些是正確的？() A勻強(qiáng)磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線所受安培力F，磁感應(yīng)強(qiáng)度B及電流I，三者在方向上一定互相垂直 B若I、B方向確定，則F方向惟一確定 C若F與B方向確定，則I方向惟一確定,當(dāng)堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練,D若F與B方

8、向確定，則I方向不惟一確定，但I(xiàn)一定在與F垂直的平面內(nèi) E若F與I方向確定，則B方向惟一確定 F若F與I方向確定，則B方向不惟一確定，但B一定在與F垂直的平面內(nèi),解析：安培力F的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與通電導(dǎo)線垂直，即F跟B、I所在的面垂直但B與I的方向不一定垂直A中說(shuō)三者在方向上一定互相垂直是不對(duì)的已知I、B的方向，可惟一確定F的方向，B是正確的 答案：BDF,2如圖所示四種情況中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度相同，載流導(dǎo)體長(zhǎng)度相同，通過(guò)的電流也相同，那么，導(dǎo)體受到的磁場(chǎng)力最大，且方向沿著紙面的是(),A甲、乙B甲、丙 C乙、丁 D乙、丙 解析：甲圖所示情況，B與I不垂直，且安培力垂直紙面向里，乙圖

9、所示情況中，B與I垂直，安培力在紙面內(nèi)豎直向下，丙圖所示情況中，B與I平行，安培力為0，丁圖所示情況中B與I垂直，安培力在紙面內(nèi)垂直I斜向左上，綜合以上分析可知，符合要求的為乙、丁兩種情況，故C正確 答案：C,3通電矩形線框abcd與長(zhǎng)直通電導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，如圖所示，ab邊與MN平行關(guān)于MN的磁場(chǎng)對(duì)線框的作用力，下列說(shuō)法正確的是() A線框有兩條邊所受的安培力方向相同 B線框有兩條邊所受的安培力大小相等 C線框所受的安培力的合力方向向左 D線框所受的安培力的合力方向向右,解析：由安培定則可知導(dǎo)線MN在線框外所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，再由左手定則判斷出bc邊和ad邊所受安培力大小相等，方向相反ab邊受到向右的安培力Fab，cd邊受到向左的安培力Fcd.因ab所處的磁場(chǎng)強(qiáng)，cd所處的磁場(chǎng)弱，故FabFcd，線框所受合力方向向右 答案：BD,4(2012高考天津理綜)如圖所示，金屬棒MN兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通以由M向N的電流，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為.如果僅改變下列某一個(gè)條件，角的相應(yīng)變化情況是() A棒中的電流變大，角變大 B兩懸線等長(zhǎng)變短，角變小 C金屬棒質(zhì)量變大，角變大 D磁感應(yīng)強(qiáng)度變大，角變小,解析：以導(dǎo)體棒為研究對(duì)象，從M端向N端看，導(dǎo)體棒受重力G、