第2节 磁场对通电导线的作用――安培力ppt课件.ppt

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1、第2节　磁场对通电导线的作用——安培力安德烈·玛丽·安培(A.M.Ampere,1775—1836年)，法国物理学家，在电磁作用方面的研究成就卓著，对数学和化学也有贡献．电流的国际单位安培即以其姓氏命名．安培最主要的成就是1820～1827年对电磁作用的研究．主要成就有：(1)发现了安培定则；(2)发现电流的相互作用规律；(3)提出分子电流假说；(4)总结了电流元之间的作用规律．1827年，安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中，这是电磁学史上一部重要的经典论著，此外他还在数学和化学领域取得重要成就．(对应学生用书第45

2、页)一、安培力1．定义：磁场对通电导线的作用力叫安培力．2．安培力的大小(1)当I⊥B时，F＝BIL.(2)当I∥B时，F＝0(3)当I与B的夹角为θ时，F＝BILsin_θ.3．安培力的方向可用左手定则来判断．左手定则：如图所示，伸出左手，四指并拢，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向沿电流方向，则大拇指所指方向就是通电导线所受安培力的方向．自主探究：你能分清安培定则和左手定则吗？答案：安培定则是用来判断通电直导线或通电螺线管的磁场方向的，用右手；而左手定则是判断电流或电荷在磁场中受力的，用左手．二

3、、电动机直流电动机由磁场、转动线圈、滑环、电刷、电源组成．(对应学生用书第45～47页)安培力的方向与磁场的方向的关系在解决有关磁场对电流的作用问题时要注意：1．安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面，但磁场方向和电流方向并不一定垂直．2．在具体判断安培力的方向时，由于受电场力方向判断方法的影响，有时会与电场力和电场的方向关系相混淆，现对电场力与安培力进行比较.电场力安培力研究对象点电荷电流元受力特点正电荷受力方向与电场方向相同，沿电场线切线方向，负电荷相反安培力方向与磁场方向和电流方

4、向都垂直判断方法结合电场线方向和电荷正、负判断用左手定则判断安培力与磁场的方向关系、电场力与电场的方向关系．实例：将一个电荷量为5×10－5C的正电荷，放入电场强度为10V/m的电场中，所受电场力大小一定是5×10－4N，方向则与电场方向(电场强度的方向)相同，若该电荷是负电荷则电场力大小不变，但方向则与电场方向(电场强度方向)相反，将一段长1m，通电电流为1A的导体放入磁感应强度为1T的磁场中，所受安培力大小不能确定，因为安培力大小与导体的放置方式有关，方向则垂直于磁感应强度与电流确定的平面．名师警示：(1)将一个电荷放入电场中，该电荷所受电

5、场力的大小及方向都是确定的，但通电导体放入磁场后，安培力的大小不确定，方向也不确定，与导体放置的方式有关．(2)电荷所受电场力方向与电场存在简单的相同、相反关系，但安培力方向则由左手定则来判断．公式F＝BIL在实际应用中的理解1．公式F＝ILB中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时，F最大；当B与I平行时，F＝0.2．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点线段的长度(如图)；相应的电流沿L由始端流向末端．3．若磁场和电流成θ角时，如图所示．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＝B⊥IL＝BI

6、Lsinθ，即F＝BILsinθ.【例1】(2010年泉州模拟)如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.5T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源．现把一个质量m＝0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止．导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2.已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求

7、：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力大小．思路点拨：解答本题时可按以下思路分析：答案：(1)1.5A(2)0.30N(3)0.06N本题在解题时容易出错的地方是不能进行很好的受力分析，主要原因在于没有将立体图转化为平面图，我们在解题时要引起足够重视．变式探究1-1：若例1中导轨是光滑的，则导体棒恰好静止在导轨上时，磁感应强度B的最小值是多少？方向如何？答案：0.4T垂直于斜面向上磁场中导体运动的判断电流和磁体对通电导体的作用是通过磁场来实现的，分析时要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后结合左手定则准

8、确判断导线的受力情况或要发生的运动，具体方法总结如下：电流元法把整段导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受