1.1+磁场对通电导线的作用力+课件-【知识精讲+拓展延伸】高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

启迪智慧1.1磁场对通电导线的作用力人教版选择性必修二

第一章授课人：刘昊明复习导入磁场既看不见也摸不着，但却客观存在的物质。为了描述磁场，我们定义了描述磁场强弱及方向的物理量——磁感应强度B，单位——特斯拉（T）。我们采用了比值定义法：

（当B与I垂直时）

I

是通电导线中流过的电流；L

是通电导线处在磁场中的有效长度；其中

F

是磁场对通电导线的作用力，人们称之为安培力，本节课我们将要一起来探究安培力的方向和大小。——为了纪念安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力（Ampèreforce）安培力的方向PART01PART01提出问题：安培力的方向与那些因素有关？做出假设：电流方向、磁场方向设计实验：1.物理方法：控制变量法2.实验步骤：如所示，组装好器材，进行实验，依次改变条件，观察记录导体棒受力方向。（1）改变电流方向，观察导体棒受力方向是否改变。（2）改变磁场方向，观察导体棒受力方向是否改变。实验结论：安培力方向与电流、磁场方向如何？左手定则：

伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；

让磁感线从掌心垂直进入，且四指指向电流的方向(B⊥I)，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。众多事实表明，通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直。PART01注意：左手定则是描述安培力方向的定则，但区别于安培定则安培定则左手定则用途前提条件结论

PART01判断电流周围磁场方向判断电流在磁场中的受力方向通电直导线通电螺旋管通电导线处在磁场中拇指指向电流方向四指指向电流环绕方向磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向四指环握方向表磁感线方向拇指指向表示轴线上磁感线的方向拇指指向表示安培力方向右图中，两根平行的通电直导线之间，通过磁场间接发生相互作用，同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。小组讨论，用学过的知识加以分析物理学规定“×进·出”（观看示意图）

FFF同向电流反向电流（左手定则结合安培定则）电流i电流iPART01电流I电流IF安培力PART01例.(左手定则)下列各图中分别标出了一根放置在匀强磁场中的通电直导线的电流I、磁场的磁感应强度B和通电直导线所受安培力F的方向,其中正确的是(

)注意×进·出AEFGHBCDCG先将下图转化为平面图，再画出安培力PART01BFBF安培力的大小PART02PART02

ILPART02当B与I之间既不垂直，也不平行时，我们可以将B进行正交分解，分解成与电流方向垂直的分量

，以及与导线方向平行的分量分别计算两分量对长度为L的通电导线的安培力：其中

对导线安培力为0，导线所受安培力只由

产生。由此得到最终表达式：总结：安培力由四个因素决定，电流I的大小，导线长度L，磁感应强度B的大小，以及B与I之间的夹角共同决定。PART02巧用有效长度1、公式F＝ILB中L指的是“有效长度”，当B与I垂直时，有效长度等于导线L自身长度，F最大；当B与I平行时，有效长度为0，F＝0.2、弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点间线段长度垂直B的分量，如图所示．BLIILBLIILPART02例题（巧用有效长度）如图所示,一根导线位于磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,其中lAB=lBC=lCD=lDE=2l,且∠C=120°,∠B=∠D=150°。现给这根导线通入由A至E的恒定电流I,则导线受到磁场作用的合力大小为(

)答案:CABCDE安培力的实际运用PART03PART03一、基本结构磁电式电流表最基本结构是磁体和放置在磁体两极之间的线圈。PART03二、工作原理在线圈中间加上一块圆柱形软铁，用以改变磁场分步，使得磁场沿着圆柱半径方向，称之为均匀辐向分布（不是匀强磁场），相同半径同心圆上B的大小相同。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，这两个力使线圈发生转动，由安培力计算公式可知，F只与I成正比。二、工作原理线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生阻碍线圈转动的力，其大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力和安培力使线圈平衡时，线圈停止转动。F与I成正比，电流均匀变化时，安培力也均匀变化，刻度是均匀的，指针刻度可以反映出安培力大小，偏转方向可以反映电流方向。PART03PART03(1)表盘上刻度均匀。(2)灵敏度高，但过载能力差。(3)满偏电流Ig和内阻Rg反映的是磁式电流表的内在属性，只与其自身结构有关，与其他因素无关。三、磁电式电流表的特点PART03四.优缺点优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。缺点：虽然灵敏度高，但线圈的导