磁场对通电导线的作用力(新课教学)

磁场对通电导线的作用力(新课教学)第1页，课件共52页，创作于2023年2月安培力：通电导线在磁场中受到的力一、安培力的方向第2页，课件共52页，创作于2023年2月第3页，课件共52页，创作于2023年2月一.安培力的方向BIF第4页，课件共52页，创作于2023年2月一.安培力的方向BIF第5页，课件共52页，创作于2023年2月一.安培力的方向左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。BIF第6页，课件共52页，创作于2023年2月I第7页，课件共52页，创作于2023年2月IB第8页，课件共52页，创作于2023年2月IBF第9页，课件共52页，创作于2023年2月IBFB第10页，课件共52页，创作于2023年2月IBFBB第11页，课件共52页，创作于2023年2月IBFBB安培力F的方向总是垂直于电流I与磁感应强度B所确定的平面第12页，课件共52页，创作于2023年2月注意：若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直；若电流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向,也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面.

第13页，课件共52页，创作于2023年2月【例1】

关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力的方向，正确的说法是A．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C．既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D．既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直第14页，课件共52页，创作于2023年2月【例1】

关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力的方向，正确的说法是A．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C．既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D．既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直答案C第15页，课件共52页，创作于2023年2月IBFIBFIFBααBBIFαBI第16页，课件共52页，创作于2023年2月问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论第17页，课件共52页，创作于2023年2月IIFF分析：电流方向相反电流方向相同II第18页，课件共52页，创作于2023年2月同向相吸异向相斥第19页，课件共52页，创作于2023年2月问题：在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力F第20页，课件共52页，创作于2023年2月二.安培力的大小1.当电流与磁场方向垂直时:第21页，课件共52页，创作于2023年2月二.安培力的大小1.当电流与磁场方向垂直时:第22页，课件共52页，创作于2023年2月二.安培力的大小1.当电流与磁场方向垂直时:F=ILB(B⊥L)第23页，课件共52页，创作于2023年2月二.安培力的大小1.当电流与磁场方向垂直时:BIFF=ILB(B⊥L)第24页，课件共52页，创作于2023年2月2.电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零第25页，课件共52页，创作于2023年2月2.电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零NSI第26页，课件共52页，创作于2023年2月2.电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零NSI问题:如果既不平行也不垂直呢？第27页，课件共52页，创作于2023年2月2.电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零NSI问题:如果既不平行也不垂直呢？BθI第28页，课件共52页，创作于2023年2月二、安培力的大小：

在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。即：

F=ILB通电直导线不与磁场方向垂直？把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直B1=Bsinθ另一分量与导线平行

B2=Bcosθ平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定。即F=ILB1，将B1=Bsinθ代入得：F=ILBsinθIBB2B1θ第29页，课件共52页，创作于2023年2月

1、分析受到的安培力时,要善于把立体图,改画成易于分析受力的平面图形

2、注意磁场和电流的方向是否垂直二、应用安培力应注意的问题第30页，课件共52页，创作于2023年2月设下图中磁感应强度为B，电流强度I，导线长度L，求安培力大小BIBIBIBIθθ二.安培力的大小第31页，课件共52页，创作于2023年2月bBa.FF=BIL.BFB.F=BIL×

bBa第32页，课件共52页，创作于2023年2月×BFBBBB×BF第33页，课件共52页，创作于2023年2月1.画出导线所在处的磁场方向2.确定电流方向3.根据左手定则确定受安培力的方向4.根据受力情况判断运动情况三、判断通电导线在安培力作用下的运动方向问题第34页，课件共52页，创作于2023年2月自由固定FF

˙××××××˙˙˙˙˙第35页，课件共52页，创作于2023年2月NSIFFNSF第36页，课件共52页，创作于2023年2月

先对导线进行受力分析,画出导线的受力平面图,然后依照F合=0,F合=ma，列出相应的方程四、处理导线受到安培力的一般思路第37页，课件共52页，创作于2023年2月例：在倾斜角为θ的光滑斜面上,置一通有电流I,长为L,质量为m的导体棒，如图所示,在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度B为_________.

Xθ第38页，课件共52页，创作于2023年2月解：静止于斜面说明受力平衡NXθmgFθF=

mgtgθ=BILB=mgtgθ/IL第39页，课件共52页，创作于2023年2月引申1：欲使它静止在斜面上,外加磁场的磁感应强度B

的最小值为________,

方向________.引申2：欲使它静止在斜面上,且对斜面无压力,外加磁场的磁感应强度B的最小值为_________,方向________.XθGNFθB

mgsinθ=BILB=mgsinθ/ILmg=BILB=mg/ILXθGFB第40页，课件共52页，创作于2023年2月NSF（1）绳子拉力_______(变大,变小,不变)（2）桌面对磁铁的支持力_______（3）桌面对磁铁的摩擦力________(有,无).变大变小无NSF桌面对磁铁的摩擦力

_______(有,无)

方向_______.有水平向右巩固练习1、F′第41页，课件共52页，创作于2023年2月

2、如图所示:在磁感强度为2T的匀强磁场中,一与水平面成37度角的导电轨道,轨道上放一可移动的金属杆ab，电源电动势为£=10伏,内阻r=1欧,ab长L=0.5m,质量m为0.2kg,杆与轨道间的摩擦因数u=0.1,求接在轨道中的可变电阻R在什么范围内,可使ab杆在轨道上保持静止?(杆与轨道的电阻不计)b第42页，课件共52页，创作于2023年2月GFNf(1)摩擦力沿斜面向上:mgsinθ=Fcosθ+fN=mgcosθ+Fsinθf=uNθθ(2)摩擦力沿斜面向下

mgsinθ+f=FcosθN=mgcosθ+Fsinθf=uNF=(mgsinθ+umgcosθ)/(cosθ-usinθ)F=（mgsinθ-umgcosθ)/(cosθ+usinθ)第43页，课件共52页，创作于2023年2月三、磁电式电流表的特点1、表盘的刻度均匀，θ∝I。2、灵敏度高，但过载能力差。3、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。第44页，课件共52页，创作于2023年2月三、磁电式电流表1、电流表的构造如图所示是电流表的构造图，在一个很强的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以转动的铝框，铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈的两端分别接在这个螺旋弹簧上，被测电流通过弹簧流入线圈。第45页，课件共52页，创作于2023年2月第46页，课件共52页，创作于2023年2月2、电流表的工作原理

1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。第47页，课件共52页，创作于2023年2月2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。第48页，课件共52页，创作于2023年2月例1、如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的上方固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流，和原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f（）（A）N减小，f向左；（B）N减小，f向右；（C）N增大；f向左；（D）N增大，f向右。NS第49页，课件共52页，创作于2023年2月例题：长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中，电流的强度为1A，受到磁场作用力的大小为2N，则磁感应强度B：（）A、B＝10TB、B≥10TC、B≤10TD、不能确定B第50页，课件共52页，创作于2023年2月例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬持在水平位置上，金属棒中通入由a到b的稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法：