探究安培力 课件(沪科版选修).ppt

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1、5．4探究安培力目标导航1.了解安培力的概念和安培力的应用．2．会用左手定则判断安培力的方向，并能用左手定则解答有关问题．(重点)3．会用公式F＝BIL计算B与I垂直和平行情况下安培力的大小，并了解其拓展公式F＝BILsinθ的应用．(重点)4．了解电流天平的构造和工作原理．新知初探自学导引一、安培力的方向1．安培力：磁场对________的作用力．2．安培力的方向：用左手定则来判断．左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线______手心，使四指指向_______方向，则______

2、___所指的方向就是安培力的方向．电流穿入电流大拇指二、安培力的大小1．当通电导线与磁场方向平行时，导线所受的安培力为零．2．当通电导线与磁场方向垂直时，导线所受的安培力最大，即F＝______.3．当通电导线与磁场方向不垂直时，可将磁感应强度分解为跟通电导线平行和垂直的两个分量，得出：BILF＝BILsinθ(θ是电流方向与磁场方向间的夹角)．4．F＝BIL的适用条件：___________，对于非匀强磁场，当L足够短时，可以近似地认为导线所在处的磁场是匀强磁场．匀强磁场想一想1．在匀强磁场中，当I⊥B时，公式F＝BIL中的

3、L就是导线的实际长度吗？提示：不一定，L应理解为通电导线在磁场中的有效长度．三、磁电流天平1．结构(如图5－4－1所示)图5－4－12．原理：如图5－4－2所示，分别给电流天平的E形导线和螺线管通电．通电导线CD段将会受到向下的安培力，横臂右端因安培力而向下倾斜．在横臂左端加上适当的钩码，使天平恢复平衡．电流天平横臂左右两端相等，导线CD受到的安培力的大小就等于左端钩码的重力．图5－4－23．使用方法(1)调节天平的调平螺母，使天平平衡．(2)给E形导线和螺线管通电，使E形导线CD段受到的安培力方向向下．(3)通过改变螺线管的

4、电流大小来改变磁感应强度的大小．(4)在左端的挂钩上挂上适当的钩码，使天平恢复平衡．要点探究讲练互动要点1通电导线在安培力作用下的运动学案导引1．什么是安培力，安培力的方向和哪些因素有关？如何判断安培力的方向？2．如何处理通电导线(线圈)在磁场中的受力情况？1．安培力的方向(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和电流所确定的平面，从而判断安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断安培力的具体方向．(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流和磁场所决定的平面，

5、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．(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．安培力的方向与磁场的方向垂直,而电场力的方向与电场的方向平行．2．判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向的方法(1)电流元分析法：把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段就是一个电流元．先用左手定则判断每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运动方向．(2)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．(3)等效分

6、析法：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁铁，其南、北极由安培定则判定．如图5－4－3所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线中通过如图所示方向的电流I时，试判断导线的运动情况．例1图5－4－3【思路点拨】把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向．【精讲精析】据题图所示的导线所在处的特殊位置判断其转动情况．将导线AB从N、S极的中点O分成两段，对AO、BO段所处的磁场方向如图5－4－4所示，由左手定

7、则可得AO段受安培力的方向垂直纸面向外，BO段受安培力的方向垂直纸面向里，可见从上向下看，导线AB将绕O点逆时针转动．再根据导线转过90°时的特殊位置判断其上下运动情况．图5－4－4如图5－4－5所示，导线此时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动．由上述两个特殊位置的判断可知，当导线在上述的特殊位置时，所受安培力使导线逆时针转动的同时还要向下运动．图5－4－5【答案】由上向下看导线逆时针转动，同时向下落【规律方法】(1)在用电流元法分析问题时,要在对称的特殊位置选取电流元．(2)若磁感应强度的方向与电流方向不垂直时,应将磁感应

8、强度B分解为与电流方向垂直的分量B⊥和平行的分量B∥后再进行分析．(3)要把用特殊位置分析出的结果结合实际,推导出一般的结论．变式训练1．如图5－4－6所示，两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离．当同时给两导线通以同向电流时，两导线环将()图5－4－6A．吸引B．排斥