高二物理第15章第二节《安培力、磁感应强度》课件

1、第二节安培力磁感应强度第二节安培力磁感应强度学学.科科.网网.学学.科科.网网.核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第二节第二节课前自主学案课前自主学案目标概览目标概览目标概览目标概览学习目标：学习目标：1.理解磁感应强度理解磁感应强度B的概念，知道其单的概念，知道其单位位2知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小应强度的大小3知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线的分布情况的分布情况4知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向

2、平行时，电流所受的安培力为零；电流方向与磁平行时，电流所受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流所受安培力的大小场方向垂直时，电流所受安培力的大小FBIL.5会用左手定则熟练地判定安培力的方向会用左手定则熟练地判定安培力的方向学学.科科.网网.重点难点：重点难点：1.理解磁场对电流的作用力大小的决理解磁场对电流的作用力大小的决定因素，掌握安培力大小计算和方向判断的方定因素，掌握安培力大小计算和方向判断的方法法2对左手定则的理解对左手定则的理解课前自主学案课前自主学案一、磁感应强度一、磁感应强度1定义：在磁场中定义：在磁场中_磁场方向的通电导线，磁场方向的通电导线，所受的安培力所受的安培力

3、F跟电流跟电流I和导线长度和导线长度L的乘积的乘积IL的的_叫做通电导线所在处的磁感应强度，用叫做通电导线所在处的磁感应强度，用B来来表示表示学学.科科.网网.垂直于垂直于比值比值垂直于垂直于磁场磁场3单位：特斯拉，简称特，国际符号是单位：特斯拉，简称特，国际符号是T.1 T1_.4磁感应强度是矢量，既有大小，又有方向，磁磁感应强度是矢量，既有大小，又有方向，磁场中某一点场中某一点_的方向就是该点磁场的的方向就是该点磁场的方向方向5磁感线的磁感线的_程度可以表示磁感应强度程度可以表示磁感应强度B的的大小大小磁感应强度磁感应强度疏密疏密二、匀强磁场二、匀强磁场如果磁场的某一区域里，磁感应强度的如

4、果磁场的某一区域里，磁感应强度的_和和_处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁处处相同，这个区域的磁场叫做匀强磁场 匀 强 磁 场 的 磁 感 线 是 相 互场 匀 强 磁 场 的 磁 感 线 是 相 互 _ _ _ _ 且且_的直线的直线(与匀强电场的电场线相与匀强电场的电场线相似似)三、安培力三、安培力磁场对磁场对_的作用力叫安培力的作用力叫安培力1大小：大小：(1)当导线方向与磁场方向当导线方向与磁场方向_时，所受安培力时，所受安培力最大为最大为FBIL.(2)当导线方向与磁场方向当导线方向与磁场方向_时，所受安培力时，所受安培力最小为最小为F0.学学.科科.网网.大小大小方向方向平行平行分

5、布均匀分布均匀电流电流垂直垂直平行平行(3)当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培力介当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培力介于于_和和_之间之间2方向：方向：(1)左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向指指向_的方向，那么，大拇指所指的方向的方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受就是通电导线在磁场中所受_的方向的方向(2)安培力的特点：安培力的特点：FB，FI，即，即

6、F的方向垂直的方向垂直于于_和和_所在的平面所在的平面(B和和I可可以有任意夹角以有任意夹角)学学.科科.网网.0BIL电流电流安培力安培力磁感线磁感线通电导线通电导线核心要点突破核心要点突破5磁感应强度磁感应强度B与电场强度与电场强度E的比较的比较特别提醒：特别提醒：磁场中某处磁感应强度的大小和方向磁场中某处磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与放入的通电导线的长度、电由磁场本身决定，与放入的通电导线的长度、电流无关，引入电流元流无关，引入电流元IL只是一种研究方法，被研只是一种研究方法，被研究的量与研究方法无关究的量与研究方法无关二、如何确定安培力的大小和方向二、如何确定安培力的大小和方

7、向1安培力的大小安培力的大小(1)安培力的大小与导线放置有关安培力的大小与导线放置有关同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，如同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，如图图1521所示，三种情况下，导线与磁场方向所示，三种情况下，导线与磁场方向垂直时安培力最大，取为垂直时安培力最大，取为Fmax；当导线与磁场方；当导线与磁场方向平行时，安培力最小，向平行时，安培力最小，F0；其他情况下，；其他情况下，0FI2，且离导线越远产生的磁场，且离导线越远产生的磁场越弱，在越弱，在a点点I1产生的磁场比产生的磁场比I2产生的磁场要强，产生的磁场要强，A错，同理，错，同理，C对对I1与与I2在在b点产生

8、的磁场方向相同，点产生的磁场方向相同，合成后不可能为零，合成后不可能为零，B错错d点两电流产生的磁场点两电流产生的磁场B1、B2不共线，合磁场不可能为不共线，合磁场不可能为0，D错错 一个可自由运动的线圈一个可自由运动的线圈L1和一个固定的线和一个固定的线圈圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈都通过如图当两线圈都通过如图1526所示方向的电流时，所示方向的电流时，则从左向右看，线圈则从左向右看，线圈L1将将()A不动不动B顺时针转动顺时针转动C逆时针转动逆时针转动 D向纸外平动向纸外平动通电导体在安培力作用下的运动问题通电导体在安培力作

9、用下的运动问题图图1526【解析解析】法一：利用结论法，环形电流法一：利用结论法，环形电流L1、L2间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同间不平行，则必有相对转动，直到两环形电流同向平行为止，据此可判断出向平行为止，据此可判断出L1的转动方向，故从的转动方向，故从左向右看线圈左向右看线圈L1逆时针转动逆时针转动图图1527法二：把线圈法二：把线圈L1等效成小磁针，如图等效成小磁针，如图1527所所示，线圈示，线圈L2在线圈在线圈L1所占据的空间内产生的磁场所占据的空间内产生的磁场方向垂直于纸面向里，等效的小磁针方向垂直于纸面向里，等效的小磁针N极的受力极的受力方向与所在区域磁场方向一致，故

10、从左向右看线方向与所在区域磁场方向一致，故从左向右看线圈圈L1逆时针转动逆时针转动法三：把线圈法三：把线圈L1沿转动轴分成前后两部分，前一沿转动轴分成前后两部分，前一部分在线圈部分在线圈L2产生的磁场中受到的安培力向上，产生的磁场中受到的安培力向上，后一部分在线圈后一部分在线圈L2产生的磁场中受到的安培力向产生的磁场中受到的安培力向下，故从左向右看线圈下，故从左向右看线圈L1逆时针转动逆时针转动【答案答案】C【点评点评】判断在安培力作用下通电导体和通电判断在安培力作用下通电导体和通电线圈运动方向的方法线圈运动方向的方法(1)电流元法：即把整段电流等效为多段直流电流电流元法：即把整段电流等效为多

11、段直流电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向如例最后确定运动方向如例3的法三的法三(2)等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成等效法：环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，如例螺线管，如例3的法二的法二变式训练变式训练3如图如图1528所示，静止的圆形线圈有逆时针方所示，静止的圆形线圈有逆时针方向的电流，在其直径向的电流，在其直径MN靠近靠近N点处放一根垂

12、直于点处放一根垂直于线圈平面且固定不动的长直导线，当长直导线中线圈平面且固定不动的长直导线，当长直导线中通以垂直纸面向里的电流后，则圆形线圈将通以垂直纸面向里的电流后，则圆形线圈将()A仅向左平动仅向左平动B仅向右平动仅向右平动C以以MN为轴转动，且向左平动为轴转动，且向左平动D以以MN为轴转动，且向右平动为轴转动，且向右平动图图1528解析：解析：选选C.长直导线通电后在它周围形成以长直长直导线通电后在它周围形成以长直导线上的点为圆心的圆形磁场区域，如图中虚线导线上的点为圆心的圆形磁场区域，如图中虚线所示，圆形线圈就是在该磁场中的通电导线要所示，圆形线圈就是在该磁场中的通电导线要受到安培力的

13、作用，其方向可由左手定则判断，受到安培力的作用，其方向可由左手定则判断，圆形线圈下半部分所在处磁场方向斜向上，所以圆形线圈下半部分所在处磁场方向斜向上，所以受的安培力方向垂直于纸面向外，上半部分线圈受的安培力方向垂直于纸面向外，上半部分线圈受的安培力垂直于纸面向里因此线圈以受的安培力垂直于纸面向里因此线圈以MN为轴为轴转动，线圈的右边电流趋向于与直线电流同向，转动，线圈的右边电流趋向于与直线电流同向，线圈的左边电流趋向于与直线电流反向，因同向线圈的左边电流趋向于与直线电流反向，因同向电流相吸，反向电流相斥，水平方向合力向左，电流相吸，反向电流相斥，水平方向合力向左，所以线圈边转动、边向左平动，

14、所以线圈边转动、边向左平动，C选项正确选项正确 (2011年北京东城检测年北京东城检测)如图如图1529所示，所示，在倾角为在倾角为30的斜面上，固定一宽的斜面上，固定一宽L0.25 m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器阻器安培力作用下的平衡问题安培力作用下的平衡问题图图1529电源电动势电源电动势E12 V，内阻为，内阻为r1.0 .一质量一质量m20 g的金属棒的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好整与两导轨垂直并接触良好整个装置处于磁感应强度个装置处于磁感应强度B0.80 T、垂直于斜面向、垂直于斜面向上的匀强磁场中上的匀强磁场中(导轨与

15、金属棒的电阻不计导轨与金属棒的电阻不计)金属金属导轨是光滑的，取导轨是光滑的，取g10 m/s2，要保持金属棒在，要保持金属棒在导轨上静止，求：导轨上静止，求：(1)金属棒所受到的安培力；金属棒所受到的安培力；(2)通过金属棒的电流；通过金属棒的电流；(3)滑动变阻器滑动变阻器R接入到电路中的阻值接入到电路中的阻值图图15210【答案答案】(1)0.1 N(2)0.5 A(3)23 【点评点评】对于含有安培力的力学问题，跟分析对于含有安培力的力学问题，跟分析力学问题一样，首先要进行受力分析，然后根据力学问题一样，首先要进行受力分析，然后根据力学规律求解力学规律求解变式训练变式训练4(2011年

16、杭州市质检年杭州市质检)如图如图15211所示，两根间距为所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电的平行光滑金属导轨间接有电源源E，导轨平面与水平面间的夹角，导轨平面与水平面间的夹角30.金属杆金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好整个垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好整个装置处于磁感应强度为装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中当磁场的匀强磁场中当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆能刚好处于静方向垂直导轨平面向上时，金属杆能刚好处于静止状态要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采止状态要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是取的措施是()图图15211A增大磁感应强度增大磁感应强度BB调节滑动变阻器使电流减小调节滑动变阻器使电流减小C增大导轨平面与水平面间的夹角增大导轨平面与水平面间的夹角D将电源正负极对调使金属杆的电流方向改变将电源正负极对调使金属杆的电流方向改变解析：解析：选选A.当金属杆能刚好处于静止状态时，金当金属杆能刚好处于静止状态时，金属杆所受平行于导轨向上的安培力属杆所受平行于导轨向上的安培力FBIL刚好与刚好与重力平行于斜面的分力重力平行于斜面的分