物理：3.4通电导线在磁场中受到的力课件(人教版选修3-1)

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1、第四节　通电导线在磁场中受到的力课标定位学习目标：1.掌握安培力方向的判断方法——左手定则．2．掌握安培力大小的计算方法．3．了解磁电式电流表的原理．重点难点：安培力的大小计算和方向判定．一、安培力的方向1．安培力：通电导线在磁场中受的力称为安培力．2.图3－4－1安培力方向的判定——左手定则伸出左手，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________从掌心进入，并使四指指向_____的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受________的方向(如图3－4－1所示)．磁感线电流安培力3．方向特点：安培力的方向一定垂直于B和I决定

2、的平面．二、安培力的大小1．当B与I垂直时，安培力的大小F＝______.2．当B与I平行时，安培力的大小F＝___.3．当B与I成θ角时，安培力的大小F＝_______，θ是磁感应强度B的方向与导线方向的夹角．ILB0ILBsinθ思考感悟通电导体如果是弯曲的，如何确定它的有效长度？提示：导体两端的连线即为有效长度．三、磁电式电流表1．构造：______、_____、螺旋弹簧(又叫游丝)、指针、极靴、圆柱形铁芯等．2．原理：当被测电流通入线圈时，线圈受_______作用而转动，线圈的转动使螺旋弹簧扭转形变，产生阻碍线圈转动的力矩．当发培力产生的转动与螺旋弹簧形

3、变产生的阻碍达到_______时，指针停留在某一刻度．____越大，_______就越大，___________就越大．磁铁线圈安培力平衡电流安培力指针偏角一、安培力方向的判断——左手定则1．安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面．在判断时首先确定磁场与电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向．2．当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心．(电流与B垂直时，一定要让磁感线垂直穿过手心，否则可能出现错

4、误)3．注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系，安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电场的方向平行．特别提醒：(1)F安⊥I，F安⊥B，但B与I不一定垂直．(2)判断通电导线在磁场中所受安培力时，注意一定要用左手，并注意各方向间的关系．(3)若已知B、I方向，F安方向唯一确定，但若已知B(或I)、F安方向、I(或B)方向不唯一．即时应用(即时突破，小试牛刀)1.图3－4－2中的通电导线在磁场中受力分析正确的是()图3－4－2解析：选C.注意安培定则与左手定则的区别，判断通电导线在磁场中的受力用左手定则．二、对安培力大小计算公式的深刻理

5、解1．公式F＝ILB中L指的是“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．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接的长度(如图3－4－3所示)；相应的电流沿L由始端向末端．图3－4－33．若磁场和电流成θ角时，如图3－4－4所法．图3－4－4可以将磁感应强度B正交分解成B⊥＝Bsinθ和B∥＝Bcosθ，而B∥对电流是没有作用的．F＝ILB⊥＝ILBsinθ，即F＝ILBsinθ.特别提醒：(1)公式F＝ILBsinθ中θ是B和I方向的夹角，不能盲目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析．(2)公式中的L可以理解为垂直于磁

6、场方向的“有效长度”．即时应用(即时突破，小试牛刀)2.(2010年高考上海卷)如图3－4－5所示，长为2l的直导线折成边长相等，夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()图3－4－5A．0B．0.5BIlC．BIlD．2BIl解析：选C.V形通电导线的等效长度为图中虚线部分，所以F＝BIl，故C对．三、安培力作用下导体运动方向的判断如果通电导体放置在非匀强磁场中，则不能够运用F＝BIL进行定量的计算，但可用F＝BIL和左手定则进行定性的讨论，常用的方法有

7、以下几种：1．电流元分析法把整段电流等效分成很多段直线电流元，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，最后确定运动方向，注意一般取对称的两段电流元分析．2．等效分析法环形电流可以等效为小磁针(或条形磁铁)，条形磁铁也可等效成环形电流，通电螺线管可以等效成很多的环形电流来分析．3．特殊位置分析法根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置．4．结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势．即时

8、应用(即时突破，小试牛