物理选修1-12.3磁场对通电导线的作用全解

1、1电流的磁效应：电流也能产生磁场。这个现象称为电流的磁效应。 2电流磁场的方向：由安培定则确定（也叫右手螺旋定则）。 3安培定则：内容分三种不同情况。 （1）直线电流：右手握住导线，伸直的拇指的方向代表电流的方向，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 （2）环形电流：右手握住环形导线，弯曲的四指所指的方向就是电流的方向，拇指所指的方向就是环形中心轴线上的磁感线的方向。,（3）通电螺线管：右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部的磁感线的方向。,我们知道，电荷在电场中会受到电场力的作用，那么，对于我们已知道的通电导线，它是否也受到力的作用呢？

2、,今天，就让我们共同去探究通电导线在磁场中的受力情况！,. 磁场 对通电导线的作用,知识与能力 1了解直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场特点。 2会用磁感线描绘直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场 3学会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向,过程与方法 1通过演示磁场对电流的作用的实验，使学生进一步掌握控制变量法。 2通过学习左手定则，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力。 情感态度与价值观 通过介绍物理学家安培取得辉煌成就的原因是靠勤奋自学、刻苦钻研的顽强意志，让学生感受物理学家们的人格没、情操美。,重点 1安培力的表示方法及大小。 2磁

3、感应强度大小及方向。 3左手定则。 难点 1安培力、磁感应强度。 2左手定则。,一安培力 二磁感应强度 三、安培力的方向 四、电动机,一安培力,观察安培力,把一段直导线放到磁场中，当导线中有电流通过时，可以看到原来静止的导线会发行运动。,1实验现象： 当导线方向与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大 当导线方向与磁场方向一致时，导线不受安培力 当导线方向与磁场方向斜交时，它所受的安培力介于最大值和0之间。 2安培力： 通电导体在磁场中受到的力称为安碚力F。 3思考： 影响安培力大小的因素有哪些？（垂直时） 4猜想： 导线的长度L； 电流的大小I 。,在演示1中，我们猜想安培力的大小可能与电流的大

4、小，以及通电导线的长度有关，那么，事实是怎样的呢？让我们通过接下来的演示2来证明猜想是否正确。,三块相同的蹄形磁铁并列放置。可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根导线悬挂在磁铁的两极间，有电流通过时悬线将摆动一个角度，通过这个角度可以比较安培力的大小。,在匀强磁场中探究影响通电导线受力的因素,结论,1规律： 在同一磁场中，通电导线长度一定时，电流越大，导线所受安培力越大； 在同一磁场中，电流一定时，通电导线越长，导线所受安培力越大。 2结论：精确的实验表明，通电导线在磁场中受到的安培力F的大小，既与导线的长度L成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L的乘积成正比 。 3公式：BIL （B是比

5、例系数）,二磁感应强度,1定义： 反映了磁场的强弱，叫做磁感应强度。 2公式： B/IL 3单位： 特斯拉，简称，特（T） TN/m 4方向： 磁感应强度是矢量，方向与该点磁场的方向一致。亦即小磁针极受力方向。,如图，当垂直于I、B所在平面时，可以用所学的公式计算，然而，当B平行于I，或者B与I有一定夹角时，该怎样计算磁感应强度与安培力呢？,想一想,垂直时：F=ILB,平行时：F=0,夹角为时:,F=ILBsin,成角度时 B=Bsin,平行时 B=Bcos,注意：,三安培力的方向,结论：F方向，既跟磁感应强度B的方向垂直，又跟电流I的方向垂直。,演示,电流在磁场中的安培力可以用两种方法判断：

6、 （1）通电直导线的受力一般用左手定则 （2）环形电流、螺线管等效为小磁针，用磁针的极指向为磁场方向来判断。,1同向电流间的安培力方向怎样判断？ 2两个通电的环形电流平行放置时，它们之间的安培力是否有更好的方法来判断呢？,想一想,总结,如果放在磁场中的不是一段通电的导线，而是一个通电的矩形线圈abcd（如图），会发生什么现象？,通电线圈在磁场中如何运动？,通电线圈会转动起来,在磁场中，通电线圈受到安培力的作用，发生扭转，如果给线圈通以方向合适的电流，就可以使线圈转动起来。我们使用的电动机就是利用安培力来工作的。现在，电动机广泛应用在工厂、办公室、家庭里。,通电线圈在磁场中受到安培力会扭转，电动

7、机就是根据这个原理设计的。,四电动机,1构造：各种电动机中都有由定子和转子。 （1）定子：电动机中固定不动的部分，可以是线圈，也可以是磁体。 （2）转子：电动机中转动的部分，线圈镶嵌在硅钢片的槽中。 （3）电刷和整流子：直流电动机中，可以将电流持续地提供给线圈，并适时地改变流入线圈的电流方向，它们能使转子按一个方向持续地旋转。 2种类：直流电动机、交流电动机 3应用： 电动剃须刀、录音机、录像机、计算机、电动玩具、电力机车、电子钟表、电车、高速电梯,直流电动机示意图,一种电动机的定子和转子,时钟上的直流电动机,计算机软盘驱动器中的电动机，直流无刷电动机使软盘转动，步进电动机用于变换磁道。,安培

8、的平行导线实验,（插入“安培的平行导线实验”视频）,演 示,两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。,总结,电流方向相同时，将会吸引; 电流方向相反时，将会排斥。,一、安培力 1概念：通电导体在磁场中受到的力称为安碚力F 2大小：F=BIL 3方向：左手定则确定。FB，F I，F垂直I、B所在平面。 二、磁感应强度 1公式： 2物理意义：反映了磁场的强弱 3单位：特斯拉，简称特，国际符号是T 4方向：与该处磁场方向同 三、电动机,1【08广东卷】带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹图5是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向

9、里该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是（ ） A粒子先经地之a点，再经过b点 B粒子先经过b点，再经过a点 C粒子带负电 D粒子带正电,AC,207广东卷许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是（ ） A卡文迪许测出引力常数 B法拉第发现电磁感应现象 C安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式 D库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律,ABD,307年上海卷磁场对放入其中的长为l、电流强度为I、方向与磁场垂直的通电导线有力F的作用，可以用磁感应强度B描述磁场的力的性质，磁感应强度的大小B_，在物理学中，用类似方法描述物质基本性质的物

10、理量还有_等。,电场强度,F/IL,一根导线长0.2m，通过3A的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是610-2N，则该处的磁感应强度B的大小是_T；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度的大小是_T。,0.1,0.1,练习1,下列关于安培力的说法中，正确的是（ ） A磁场中某处的磁感应强度的大小，就是通以电流I，长为L的一段很短的导线放在该处时所受安培力F与I、L的乘积的比值。 B一段很短的通电导线放在某处不受安培力作用，则该处一定没有磁场。 C一段很短的通电导线放在磁场中A处时受安培力比放在B处大，则A处磁感应强度可能比B处磁感应强度大 D因为B=F/（IL），所以某处的磁

11、感应强度B跟磁场力F成正比，跟电流强度I和导线长度L的乘积IL成反比。,练习2,如图所示，表示一根放在磁场里的通电直导线，直导线与磁场方向垂直。图中已分别标明电流、磁感应强度和安培力这三个物理量中两个的方向，请标出第三个量的方向。,练习3,关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有（ ） A磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质 B磁感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止 D磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线,AB,练习4,磁场中某点的磁感应强度的方向（ ） A放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C放在该点的小磁针静止时N极所指的方向