1.1 安培力及其应用 课件(共29张PPT) 物理鲁科版(2019)选择性必修第二册

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1.1 安培力及其应用 课件(共29张PPT) 物理鲁科版(2019)选择性必修第二册

资源简介

(共29张PPT)
第一章 安培力与洛伦兹力
1. 安培力及其应用
教学目标
CONTENT
01
02
03
学会利用安培力分析和计算实际问题
学会通过实验探究磁场对电流的作用力,并理解安培力的计算公式
理解左手定则,会用左手定则解答问题
新课引入
思考:开关闭合后,会发生什么现象?
导体棒ab运动
F
F
F
F
思考:安培力的方向与哪些因素有关系?
迷你实验室:
会动的铝箔
如图,取一段铝箔条,接在电池两端,在铝箔条的正下方放一个强磁铁,当铝箔接通电池瞬间,观察铝箔移动的方向,改变电池的正负极和磁铁的磁极,观察铝箔移动的方向有什么变化?
安培力

知能提升
伸开左手,让拇指与其余四指垂直,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.安培力的方向:
1.安培力:通电导线在磁场中受到的力.
左手定则
B
F
B⊥I 时:
I
3.安培力的大小:
迷你实验室:
两平行通电直导线间的相互作用
拓展提升:
A
B
A
B
FB
FA
FB
FA
同向电流相互吸引
异向电流相互排斥
两通电直导线之间的相互作用
B
F
θ
B 与I 夹角为θ 时
B
B⊥
B∥
θ
B⊥=Bsin θ
B∥=Bcos θ
I
I
拓展一步:
(θ 为B、I 的夹角)
当θ=0 ,即B∥I,F=0
当θ=90 ,即B⊥I,F=BIl
当0 < θ <90 ,F=BIlsin θ
b
a
迁移:
1)适用于匀强磁场
2)式中的 l 是导线垂直于磁场方向的有效长度
导线有效长度为2r
F安=2BIr
I
F安、B、I 三者方向关系?
F安⊥B
F安⊥I
F安⊥BI 平面
注意:但 B 与 I 不一定垂直
交流与讨论:
安培力在生活中的应用非常广泛。
当你使用电风扇、吹风机、洗衣机,或者玩电动小车、用电钻打孔时,安培力都在发挥作用。
正是安培力使这些电器里的一个重要部件——电动机的转子转了起来
安培力的应用

物理聊吧:
根据安培力的有关内容,结合图讨论电动机的转动原理。
观察与总结:
1.磁电式电表结构
(1)蹄形磁铁.
(2)圆柱形铁芯,固定在蹄形磁铁的两极间.
(3)铝框,套在铁芯外,可绕轴转动.
(4)线圈,绕在铝框上.
(5)两个螺旋弹簧及一个指针,装在铝框的转轴上,被测电流经过两个弹簧接入线圈,指针用于指示电流值.
观察与总结:
2.原理
BIS-磁力矩
N-线圈匝数
k-常数
θ-线圈或指针偏转角度
即电流越大,指针偏转角越大,且刻度均匀.
F
F
3.优缺点
1)优点:灵敏度高,可以测出很弱的电流
2)缺点:线圈导线很细,允许通过的电流很弱,测大电流应进行改装.
典例精析
例.长度为l、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中,电流方向与磁场方向如图所示,已知磁感应强度为B,对于下列各图中,导线所受安培力的方向如何?大小是多少?
左手定则
B→穿过手心
I→四指方向
F→大拇指方向
大小: F=BIlsin θ
典例精析
例.长度为l、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中,电流方向与磁场方向如图所示,已知磁感应强度为B,对于下列各图中,导线所受安培力的方向如何?大小是多少?
垂直纸面向外
F=BIlcos θ
垂直导线斜向左上方F=BIl
水平向右,F=BIl
垂直磁场斜向
左上方F=BIl
F
F
F
课堂小结
一. 安培力
2.大小(匀强磁场)
(θ 为B与I 夹角)
(B⊥I)
二. 安培力的应用
1.方向:左手定则(匀强磁场)
1.电动机;2.磁电式电表
F=BIl
F=BIlsin θ
跟踪练习
1.把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用,关于安培力的方向,下列说法中正确的是(   )
A.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同
B.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流方向垂直
C.安培力的方向一定跟电流方向垂直,但不一定跟磁感应强度方向垂直
D.安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直,又跟电流方向垂直
D
由左手定则:F安⊥B, F安⊥I,但B与I不一定垂直
BCD
2.(多选)如图所示,平行于纸面水平向右的匀强磁场,磁感应强度B=1T。位于纸面内的细直导线,长l=1m,通有I=1A的恒定电流。当导线与B1成60°角时,发现其受到的安培力为零,则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2的可能值是( )
A. T B. T C.1T D. T
F安1=B1Ilsin 60°
F安1= N
F安合= F安1 -F安2 = 0
F安2 = N = B2Ilsin θ
B2 ≥ T
3.(多选)通电直导线A与圆形通电导线环B固定放在同一水平面上,通有如图所示的电流,则(   )
A.直导线A受到的安培力大小为零
B.直导线A受到的安培力大小不为零,方向水平向右
C.导线环B受到的安培力的合力大小不为零
D.导线环B受到的安培力的合力大小不为零,其方向水平向右
BC
解析:同向电流相互吸引,异向电流相互排斥,排斥力大于吸引力
F吸
F斥
4.如图所示,轻质导电线圈挂在磁铁N极附近,当线圈通以如图所示方向的电流时,线圈将(未通电时线圈在纸面内)(  )
A.不动        
B.转动,同时靠近磁铁
C.转动,同时离开磁铁 
D.不转动,只靠近磁铁
B
解析:由左手定则,左半圈受到垂直纸面向里的安培力,右半圈受到垂直纸面向外的安培力,线圈转动起来后,相当于小的条形磁铁,左端为S极,被磁铁吸引的靠近磁铁。
5.如图所示,一条形磁铁放在水平桌面上,在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线,当导线中通以图示方向的电流时(磁铁始终未动)(   )
A.磁铁对桌面的压力减小,且受到向左的摩擦力作用
B.磁铁对桌面的压力减小,且受到向右的摩擦力作用
C.磁铁对桌面的压力增大,且受到向左的摩擦力作用
D.磁铁对桌面的压力增大,且受到向右的摩擦力作用
C
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