选修3-1第三章第四节通电导线在磁场中的受力.ppt

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1、2021/8/244通电导线在磁场中受到的力【探究】安培力的方向与哪些因素有关一.安培力的方向与磁场方向有关与电流方向有关演示实验演示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，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。学科网BIF1、安培力方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，即安

2、培力方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面。【结论】①伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直共面②让磁感线从掌心进入③使四指指向电流方向,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。2、左手定则例1、画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向解析:无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I决定的平面，且满足左手定则．答案:如图所示说明：用“·”表示磁感线垂直于纸面向外，“×”表示磁感线垂直于纸面向里，“⊙”表示电流垂直于纸面向外，“”表示电流垂直于纸面向里。典例精析FIBFIBBI30°FFIIIBBB巩固练习1.判断安培力的方向F

3、=0F=0【例2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。FFF平面图－－侧视图ba巩固练习2.在赤道上空,水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线()A．受到竖直向上的安培力B．受到竖直向下的安培力C．受到由南向北的安培力D．受到由西向东的安培力[解析]赤道上空的地磁场方向是由南向北的，电流方向由西向东，画出此处磁场和电流的方向图如图所示，由左手定则可判断出导线受到的安培力的方向是竖直向上的，选项A正确．A【演示】平行通电直导线之间的相互作用综合应用:用学过的知识分析FF【结论】同向电流相互吸引.反向电流相互排斥.例3：把一根柔软的

4、螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成如图所示的电路,当开关接通后,将看到的现象是()典例精析A.弹簧向上收缩B.弹簧被拉长C.弹簧上下振动D.弹簧静止不动解析:通电后，弹簧各相邻线圈中电流方向相同，线圈之间相互吸引,使得弹簧收缩，电路断开;电路断开后，因电流消失，线圈之间的相互作用消失,弹簧在弹力和自身重力作用下下落，于是电路又接通，弹簧又收缩，……如此周而复始，形成弹簧上、下振动，电路交替通断。C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NSINSI

5、θ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=ILBsinθθ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？问题探究磁场中通电导线的等效长度(1)公式F

6、＝IBL中的L对弯曲长度来说指的是“等效长度”．弯曲通电导线的有效长度L等于连接曲线两端点直线的长度，相应的电流沿L的始端流向末端，如图甲所示．(2)任意闭合通电导线的有效长度为零，所受安培力(即各电流元所受安培力的合力)为零，如图乙所示．例:4.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5．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

7、.abc受安培力等效于ac（通有a→c的电流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A巩固练习AC1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。.三、磁电式电流表［问题］电流表中磁场分布有何

8、特点呢？电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度.在以铁芯为中心的圆圈上，各