2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第1章安培力与洛伦兹力1.1磁场对通电导线的作用力(1)课件

第1节磁场对通电导线的作用力\n安培力：通电导线在磁场中受到的力一、安培力的方向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.通过这两种情况的分析,我们实际上已经了解了导线受力的方向与磁场方向、电流方向的关系.你能用简洁的方法表示这个关系吗？实验演示：\n安培力方向垂直于电流和磁场方向,即垂直于电流和磁场所在的平面.\nIBFIBFIFBααBBIFαBI判定以下通电导线所受安培力的方向\n问题：如图所示,两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用.在什么情况下两条导线相互吸引,什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测,然后用实验检验你的预测.电流方向相同时,将会吸引;电流方向相反时,将会排斥.?演示：\nIIFF分析：电流方向相同电流方向相反IIFF\n问题：在匀强磁场B中,通电直导线与磁场方向垂直的情况下,导线上的电流为I,导线所受安培力F应怎样求？（1）在匀强磁场中,在通电直导线与磁场方向垂直的情况下,导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积.即：F=ILB平行呢？（2）平行时：F＝0如果既不平行也不垂直呢？二、安培力的大小：\n把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直B1=Bsinθ另一分量与导线平行B2=Bcosθ平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力,通电导线所受作用力仅由B1决定.即F=ILB1,将B1=Bsinθ代入得：F=ILBsinθIBB2B1θ\n安培力的大小：（1）在匀强磁场中,在通电直导线与磁场方向垂直的情况下,导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积.即：F=ILB（2）平行时：F＝0（3）公式：F=ILBsinθθ表示磁场方向与电流方向间的夹角☻在中学阶段,F=ILBsinθ仅适用于匀强磁场\n三、磁电式电流表1、磁电式电流表由哪些基本部分组成？最基本的是哪些部分？2、这些基本组成部分哪些是可以动的？哪些是固定的？3、各个部分起到什么作用？4、你可以简述磁电式电流表的工作原理吗？\n1、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）.最基本的是磁铁和线圈.铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动.\n关于电流表的工作原理,请思考①线圈的转动是怎样产生的?②线圈为什么不一直转下去？③为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?④如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向?⑤使用时要特别注意什么?\n2、电流表的工作原理1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的,不管通电线圈转到什么角度,它的平面都跟磁感应线平行,当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力,这两个力产生的力矩使线圈发生转到,线圈转动使螺旋弹簧被扭动,产生一个阻碍线圈转动的力矩,其大小随线圈转动的角度增大而增大,当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时,线圈停止转动.\n2、磁场对电流的作用力与电流成正比,因而线圈中的电流越大,安培力产生的力矩也越大,线圈和指针偏转的角度也越大,因而根据指针的偏转角度的大小,可以知道被测电流的强弱.3、当线圈中的电流方向发生变化时,安培力的方向也随之改变,指针的偏转方向也发生变化,所以根据指针的偏转方向,可以知道被测电流的方向.\n3、磁电式电流表的特点1、表盘的刻度均匀,θ∝I.2、灵敏度高,但过载能力差.3、满偏电流Ig,内阻Rg反映了电流表的最主要特性.\n例题：长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中,电流的强度为1A,受到磁场作用力的大小为2N,则磁感应强度B：（）A、B＝10TB、B≥10TC、B≤10TD、不能确定B\n例题：如图所示,在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab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\n例题：如图所示,在磁感应强度为1T的匀强磁场中,有两根相同的弹簧,下面挂一条长为0.5m,质量为0.1kg的金属棒MN,此时弹簧伸长10cm,欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？MNIB