资源简介

(共29张PPT)
人教版普通高中物理 选择性必修第二册
1.1磁场对通电导线的作用力
我们已经知道磁场对通电导线有力的作用，并把通电导线在磁场中受的力称为安培力（Ampère force），把电流的单位定为安培。
安培于1820年通过实验发现磁场对通电导线有力的作用，他是电动力学的创始人，被誉为“电学中的牛顿”，在电磁学方面有杰出的贡献。
实验探究：安培力的方向与哪些因素有关？（控制变量法）
问题一：交换磁极位置，改变磁场方向，导线受力的方向是否改变
问题二：改变导线中电流的方向，导线受力的方向是否改变？
分析实验结果，说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系？
实验表明：安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向均垂直。
一、安培力的方向
1.判断方法---左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时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.特点：F安既 B,也 I,垂直B、I决定的平面，但B、I不一定垂直。
注：磁感线从掌心进入，不一定垂直掌心。
例1：判断下列各图中F安的方向
立体图转平面图，物理学规定“叉进点出”，具体如下：
×垂直直面向里的磁场
·垂直直面向外的磁场
注：无论B、I是否垂直，安培力总是垂直B、I所决定的平面，且满足左手定则。
先将下图转化为平面图，再画出安培力
例2：判断下列各图中标红的电流所受F安的方向
思考：电流与电流间有无相互作用？规律如何？
3.结论：同向电流相吸，异向电流相斥,电流是“同性恋”。
F
F
F
F
例3．如图 1.1-12 所示的实验：把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，观察通电后的现象。请你分析一下，通电后有可能发生怎样的现象？
1.当电流与磁场方向垂直时（I⊥B ）
2.当电流与磁场方向平行时（I // B ）
F = ILB
F = 0
3.当电流与磁场方向成某一角度θ时呢？
F = ILBsinθ
B
I
θ
B
L
I
B
I
方法：分解磁感应强度B或投影通电导线
二、安培力的大小
4.对公式 F=BIL的理解
①F=BIL和F=0是通式F=BILsinθ，θ=90°和θ=0或180°的特例.
③L指“有效长度”，等于连接两端点线段的长度，电流沿L由始端流向末端.
②F=BIL适用于匀强磁场，B、I、L三者两两垂直.
④任一闭合电流在匀强磁场中所受安培力的合力为零.
√
√
√
例4.如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为45°，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)
答案R=0.2Ω
例5.质量为m=0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为θ=370的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=0.2 m,杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度B=2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如图所示。现调节滑动变阻器的滑片,为使杆ab静止不动,则通过杆ab的电流范围为多少 （g=10 m/s2,sin370=0.6,cos 370=0.8）
答案：0.14——0.46A
三、判断安培力作用下导体的运动情况
完成以下题目，并总结判断安培力作用下导体的运动情况的方法
√
提示：环形电流可等效为条形磁铁
√
√
√
√
结论1：同向电流相吸，异向电流相斥,电流是“同性恋”。
分析以下电流间的相互作用，并总结规律
结论2：电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势。
转动方向沿最快达到平行的方向
结论3：分析导体在磁场中运动情况的五种常用方法
四、磁电式电流表
1.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。
2.原理:蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的（不是匀强磁场），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动。
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，当阻力矩和安培力产生的动力矩相平衡时，线圈停止转动。
3.磁电式电流表的特点：
①θ∝I，表盘刻度均匀。
③灵敏度高，能测出很小的电流，但过载能力差。若测量较大的电流，需改装。
②I方向改变，F安方向随之改变，指针的偏转方向也随着改变。
例1.试比较导线通电前后条形磁铁对桌面压力和磁铁所受摩擦力的的变化情况。
答案：（1）压力变小，无摩擦力
（2）FN变小，f水平向右
√
√
感谢聆听

展开更多......

收起↑