通电导线在磁场中受到的力人教选修市公开课金奖市赛课一等奖课件

名师课堂·一点通第三章磁场新知预习·巧设计关键点一关键点二第4节通电导线在磁场中受到力创新演练·大冲关随堂检测归纳小结课下作业综合提升关键点三第1页第2页第3页1．会用左手定则判断安培力方向，

掌握安培力方向与磁场方向和

电流方向关系。2．掌握匀强磁场中安培力大小

公式，会分析安培力作用下导

体运动情况。3．了解磁电式电流表结构和原理。第4页第5页[读教材·填关键点]1．安培力方向

(1)安培力：通电导线在

中受力。

(2)安培力方向：(左手定则)伸开左手，使拇指与其余四个手指

，而且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从

进入，并使四指指向

，这时

所指方向就是通电导线在磁场中所受安培力方向。磁场垂直掌心电流方向拇指第6页(3)安培力方向特点：安培力方向与导线、磁感应强度方向都垂直，即垂直于导线、磁感应强度决定平面。

[关键一点]安培力方向与导线垂直，与磁感应强度也垂直，但导线与磁感应强度不一定垂直。第7页ILBILBsinθ第8页3．磁电式电流表

(1)磁电式仪表结构特点：①结构：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。②特点：两极间极靴和极靴中间铁质圆柱，使极靴与圆柱间磁场都沿

方向均匀分布，使线圈平面都与磁场方向

，使表盘刻度

。半径平行均匀第9页(2)工作原理：如图3－4－1所表示是线圈在磁场中受力示意图。当电流经过线圈时，导线受到安培力作用，由左手定则知，线圈左右两边所受安培力方向相反，于是架在轴上线圈就要转动，经过转轴收紧螺旋弹簧使其变形，反抗线圈转动，电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧形变也就越大，所以，图3－4－1第10页从线圈偏转角度就能判断经过电流大小。线圈中电流方向改变时，安培力方向伴随改变，指针偏转方向也伴随改变。所以，依据指针偏转方向，能够知道被测电流方向。第11页(4)优缺点：优点是灵敏度高，能够测出

电流；缺点是线圈导线很细，允许经过电流很弱。假如希望它测量较大电流值，就要依据上一章方法扩大其量程。很弱第12页[试身手·夯基础]1．人们把通电导线在磁场中受力称为________，判断安培力方向用________。答案：安培力左手定则第13页2．关于磁电式电流表以下说法，不正确是 (

)A．指针稳定后，游丝形变产生阻力与线圈所受到安培力方向是相反B．通电线圈中电流越大，电流表指针偏转角度越大C．在线圈转动范围内，各处磁场都是匀强磁场D．在线圈转动范围内，线圈所受安培力大小与电流大小相关，与所处位置无关.第14页解析：游丝形变产生阻力与安培力引发动力从转动角度来看二力方向相反。电流表内磁场是均匀辐射磁场，在线圈转动范围内，不论线圈转到什么角度，它平面都跟磁感线平行，线圈所在各处磁场大小相等方向不一样，所以安培力与电流大小相关而与所处位置无关，电流越大，安培力越大，指针转过角度越大，所以，选项A、B、D正确，C错。答案：C第15页3．作图：画出如图3－4－2中通电导线所受安培力方向或电流方向。图3－4－2第16页答案：如图所表示：第17页4．如图3－4－3所表示，在匀强磁场中放有通电导线，电流强度为I，磁感应强度为B，求导线所受到安培力大小。解析：导线在纸平面内，所以B⊥I，所以F＝BIL。答案：BIL图3－4－3第18页第19页1．安培力方向判断——左手定则

(1)在使用左手定则时，一定要让磁感线垂直或斜着进入掌心，切不可把手掌放反了。

(2)安培力方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定平面。第20页(3)安培定则与左手定则选取标准：当已知磁感线方向，要判断产生该磁场电流方向时，选取安培定则判断电流方向；当已知导体所受安培力方向时，用左手定则判断电流方向。第21页2．安培力大小计算

(1)公式F＝ILB中L指是“有效长度”。当B与I垂直时，F最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0。

(2)弯曲导线有效长度L，等于连接两端点直线长度(如图3－4－4所表示)；对应电流沿L由始端流向末端。第22页图3－4－4第23页[名师点睛]

(1)公式F＝ILBsinθ中θ是B和I方向间夹角，不能盲目应用题目中所给夹角，要依据详细情况分析。

(2)公式中L能够了解为垂直于磁场方向“有效长度”。第24页1．如图3－4－5所表示，导线abc为垂直折线，其中电流为I,ab＝bc＝L，导线所在平面与匀强磁场垂直，匀强磁场磁感应强度为B，求导线abc所受安培力大小和方向。图3－4－5[思绪点拨]利用F＝ILB能够计算安培力大小。第25页[解析]法一：ab段所受安培力大小Fab＝ILB，方向向右，bc段所受安培力大小Fbc＝ILB，方向向上，所以该导线所受安培力为这两个力协力，如图所表示，F＝ILB，方向沿∠abc角平分线向上。第26页法二：把导线abc等效成直导线ac，则等效长度ac＝L，故安培力F＝BI·L

＝ILB，方向垂直于ac，即沿∠abc角平分线向上。第27页对安培力公式F＝BILsinθ正确了解是分析问题关键。本题中既可分段求解，然后求协力，又可采取等效方法进行计算。第28页不论是电流还是磁体，对通电导线作用都是经过磁场来实现，所以必须要清楚导线所在位置磁场分布情况，然后结合左手定则准确判断导线受力情况或将要发生运动，在实际操作过程中，往往采取以下几个方法：第29页电流元法把整段导线分为许多段直电流元，先用左手定则判断每段电流元受力方向，然后判断整段导线所受协力方向，从而确定导线运动方向等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管能够等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立第30页特殊位置法经过转动通电导线到某个便于分析特殊位置(如转过90°)，然后判断其所受安培力方向，从而确定其运动方向结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；两不平行直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同趋势第31页转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下怎样运动问题，可先分析电流在磁体磁场中所受安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场作用力，从而确定磁体所受协力及运动方向第32页[名师点睛]

(1)判断通电线圈等在磁场中转动情况，要寻找含有对称关系电流元。

(2)利用特殊位置法时要注意利用通电导体所在位置磁场特殊点方向。第33页2．如图3－4－6所表示，将通电直导线AB用丝线悬挂在电磁铁正上方，直导线可自由转动，则接通开关K瞬间 (

)图3－4－6第34页A．A端向上运动，B端向下运动，悬线张力不变B．A端向下运动，B端向上运动，悬线张力不变C．A端向纸外运动，B端向纸内运动，悬线张力变小D．A端向纸内运动，B端向纸外运动，悬线张力变大第35页[思绪点拨]解答该题可按以下程序：第36页[解析]当开关K接通时，依据安培定则知电磁铁附近磁感线分布如图所表示，由左手定则知通电直导线此时左端受力指向纸内，右端受力指向纸外，故导线将转动，转到与磁感线靠近垂直时，整个导线受到磁场力将竖直向下，故悬线张力变大，选项D正确。

[答案]

D第37页判断安培力作用下通电导体(或通电线圈)运动方向，首先应画出通电导体(或通电线圈)所在位置磁感线方向，然后依据左手定则确定导体(或线圈)所受安培力方向，再由导体(或线圈)受力情况判断导体(或线圈)运动方向。第38页(1)有安培力参加物体平衡，此平衡与前面所讲物体平衡一样，只是多了一个安培力而已。第39页(2)在安培力作用下物体平衡解题步骤和前面我们学习共点力平衡相同，普通也是先进行受力分析，再依据共点力平衡条件列出平衡方程，其中主要是在受力分析过程中不要遗漏了安培力。第40页[名师点睛]包括安培力作用问题，往往以立体图形出现，处理时要设法将立体图转化为平面图，然后对物体进行受力分析，要注意安培力方向确实定。第41页3．质量为m，长度为L导体棒MN垂直导轨放置且静止于水平导轨上，经过MN电流为I，匀强磁场磁感应强度为B，垂直于电流方向且与导轨平面成θ角斜向下，如图3－4－7所表示，求棒MN所受支持力大小和摩擦力大小。图3－4－7第42页[思绪点拨]正确画出棒MN受力图示，然后列方程求解。第43页[解析]画出平面图，由左手定则判断出安培力方向，对MN受力分析，如图所表示，对导体棒MN由平衡条件得：水平方向：Ff＝Fsinθ，竖直方向：FN＝Fcosθ＋mg，第44页安培力F＝BIL，所以MN所受支持力FN＝BILcosθ＋mg，所受摩擦力Ff＝BILsinθ。[答案]

BILcosθ＋mg

BILsinθ第45页在对物体进行受力分析时，安培力方向易画错，所以应注意以下两点：(1)受力分析时，将表示磁场箭头在受力图中标出，便于确定安培力方向；(2)画完图后，要检验一下，看安培力是否垂直于B、I所决定平面。第46页第47页第48页1．(对应关键点一)如图3－4－8所表示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B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长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°。流经导线电流为I，方向如图中箭头所表示。导线段abcd所受到磁场作用力协力 (

)图3－4－8第49页第50页答案：A第51页2．(对应关键点二)如图3－4－9所表示两条长直导线AB和CD相互垂直，其中AB固定，CD能够以其中心为轴自由转动或平动，彼此相隔一段很小距离，当分别通以图示方向电流I时，CD运动情况是(

)第52页A．顺时针方向转动、同时靠近导线ABB．顺时针方向转动、同时离开导线ABC．逆时针方向转动、同时靠近导线ABD．逆时针方向转动、同时离开导线AB图3－4－9第53页解析：导线AB左边磁场方向向外，右边磁场方向向里，所以导线CD左侧所受安培力方向向下，右侧所受安培力方向向上，CD将逆时针转动，当转动90˚时，CD与AB为平行同向电流，相互吸引，故C正确。答案：C第54页3．(对应关键点三)如图3－4－10所表示，在倾角为α光滑斜