通电导线在磁场中受到的力公开课.ppt

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1、第三章磁场第四节通电导线在磁场中受到的力复习巩固历史上最早发现电流的磁效应的人物是谁呢？思考与讨论反过来思考：磁针对通电导线有无力的作用？奥斯特：通电导线对磁针有力的作用作用力与反作用力。磁场对通电导线也有力的作用——安培力。新课引入磁轨炮(RailGun)，即轨道炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器.与传统的大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，轨道炮是利用电磁系统中电磁场的作用力，其作用的时间要长得多，可大大提高弹丸的速度和射程.因而引起了世界各国军事家们的关注.自80年代初期以来，电磁轨道炮在未来武器的发展计划中，已成为越来越重要的部分.激趣诱思安培力：通电导线

2、在磁场中受到的力一、安培力的方向演示：按照右图所示进行实验。1、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。问题探究安培力的方向与哪些因素有关？问题探究实验记录与分析1.实验装置简化图实验次数磁场方向电流方向安培力的方向1向下垂直于纸面向外2垂直于纸面向里3向上4垂直于纸面向外2.实验结果记录表问题探究N电流的方向：垂直于纸面向外记录1实验1问题探究N电流的方向：垂直于纸面向里记录2实验2问题探究电流的方向：垂直于纸面向里记录3实验3问题探究S电流的方向：垂直于纸面向外记录4实验4问题探究实验次数磁场方向电流方向安

3、培力的方向1向下垂直于纸面向外2垂直于纸面向里3向上4垂直于纸面向外实验结果问题探究演示1：磁场方向：向下电流方向：向外受力方向：向右演示2：磁场方向：向下电流方向：向内受力方向：向左演示3：磁场方向：向上电流方向：向内受力方向：向右演示4：磁场方向：向上电流方向：向外受力方向：向左结果分析左手定则：伸开左手，大拇指跟其余四指垂直，并且跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是直导线所受安培力的方向。问题探究FIBFIBBI30°FFIIIBBB例1.判断安培力的方向F=0F=0典例精析例2.画出图中通电导线棒所受安培力的

4、方向。FFF平面图－－侧视图典例精析思考：平行通电导线间是相互吸引还是相互排斥？问题探究1.同向电流相互吸引2.反向电流相互排斥。结论:FFF同向电流F反向电流试利用左手定则分析他们之间的作用力问题探究二、安培力的大小NSIF＝ILB当B∥I时F＝0当B和I夹角为θ时，F的方向？F的大小?当B⊥I时NSINSIθ问题探究把磁感应强度B分解为两个分量：平行于导线的分量B2不对导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定F=IL·Bsinθ通电直导线与磁场方向不垂直的情况怎样处理？NSI垂直B1=Bsinθ平行B2=BcosθIBθB2B1θ问题探究安培力大小公式：F=ILBs

5、inθθ表示磁场方向与电流方向间的夹角注：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场问题1:若B与I不垂直时，F安与B和I方向关系可怎样概括？说明：结论：F一定与B垂直，一定与I垂直。但B与I不一定垂直。问题2：F、B、I一定两两垂直吗？问题探究例3.如右图所示的各图中，磁场的磁感应强度大小相同，导线两端点距离均相等，导线中电流均相等，则各图中有关导线所受的安培力的大小的判断正确的是()A．d图最大B．b图最大C．一样大D．无法判断答案：C典例分析例4．如图1所示，垂直折线abc中通入I的电流。ab=bc=L，折线所在平面与匀强磁感强度B垂直.abc受安培力等效于ac（通有a→c的电

6、流I）所受安培力，即F1=______，方向同样由等效电流ac判定为在纸面内垂直于ac斜向上，同理可以推知：如图2所示，半圆形通电导线受安培力F2=______如图3所示，闭合的通电导线框受安培力F3=______图1图3图22BIL0计算安培力的大小时，L是指导线在垂直磁场方向上的有效长度典例分析00.02N水平向右0.02N垂直导线，斜向左上方1.将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向IBIB30°IB课堂练习2.如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒a

7、b悬挂在水平位置上，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：()（A）适当增大电流I（B）将电流反向并适当改变大小（C）适当增大磁场（D）将磁场反向并适当改变大小ACabI课堂练习如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上，然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中，N极在下，S极在上，盐水就会旋转起来．(1)猜想一下，盐水转动的方向．(2)探究盐水旋转的原因．思考问题探究答案