物理選擇性必修 第二冊1 磁場對通電導(dǎo)線的作用力一等獎(jiǎng)?wù)n件ppt

這是一份物理選擇性必修 第二冊1 磁場對通電導(dǎo)線的作用力一等獎(jiǎng)?wù)n件ppt，共28頁。PPT課件主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，安培力的方向，安培力的大小，磁電式電流表，本課小結(jié)，當(dāng)堂檢測等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識安培力的方向及大小，了解安培力在生產(chǎn)生活中的運(yùn)用，會(huì)用左手定則判斷安培力的方向。2.經(jīng)歷得出安培力、磁感應(yīng)強(qiáng)度和電流三者方向關(guān)系的過程，體會(huì)歸納推理的方法。經(jīng)歷一般情況下安培力表達(dá)式的得出過程，體會(huì)矢量分析的方法。3.觀察磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，知道磁電式電流表的工作原理，體會(huì)物理知識與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系。
（1）直線電流的磁場方向
右手握住導(dǎo)線讓伸直的拇指所指的方向與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線環(huán)繞方向
（2）環(huán)形電流的磁場方向
讓右手彎曲的四指與環(huán)行電流的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是環(huán)行導(dǎo)線軸線上磁感線的方向
人們把通電導(dǎo)線在磁場中受的力稱為安培力。
（1）如圖所示，把一段導(dǎo)體棒懸掛在蹄形磁鐵的兩極間，通以電流。研究安培力的方向與哪些因素有關(guān)。 ①上下交換磁極的位置以改變磁場的方向，觀察導(dǎo)體棒受力方向是否改變。 ②改變導(dǎo)體棒中電流的方向，觀察受力方向是否改變。
（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明：通電導(dǎo)體棒在磁場中所受安培力的方向，與電流方向、磁場方向有關(guān)。（3）眾多實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向，與電流方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都垂直。
伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)。讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。
4. 兩平行通電直導(dǎo)線的相互作用
同向電流相互吸引，反向電流相互排斥。
5. 對安培力方向的理解
安培力的方向不僅跟磁場方向垂直，還跟電流方向垂直，故安培力的方向垂直于磁場方向與電流方向所構(gòu)成的平面。當(dāng)電流方向與磁場方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直于電流與磁場所決定的平面。即：F⊥I，F(xiàn)⊥B，但B與I不一定垂直。
例 某同學(xué)畫出了四幅表示磁場B、電流I和安培力F三者方向間的關(guān)系圖，如圖所示，其中正確的是（　　）
A B C D
解析：根據(jù)左手定則可知，A圖中安培力方向應(yīng)該向下，B圖中安培力方向應(yīng)該垂直于磁場方向斜向左上方，C圖中磁場方向和電流方向在同一直線上，不受安培力作用，D圖中安培力方向斜向左下方垂直于電流方向，故D正確。
（1）垂直于磁場B 放置長為L 的通電導(dǎo)線，當(dāng)通過的電流為I 時(shí)，它所受的安培力 F 為BIL。 即當(dāng) B 與 I 垂直時(shí)，F(xiàn) = BIL。（2）當(dāng) B 與 I 平行時(shí)，F(xiàn) = 0 。
（3）當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的方向與導(dǎo)線方向成 θ 角時(shí)，將 B 分解為垂直電流方向的 B⊥ = Bsinθ 和沿著電流方向的 B∥ = Bcsθ， B 對 I 的作用可以用 B⊥、B∥ 對電流的作用等效替代。即： F = F1 + F2 = B⊥IL + B∥IL = BILsinθ + 0 = BILsinθ
2. 對安培力公式的理解
（1）公式 F = BILsinθ 中 L 指的是“有效長度”。勻強(qiáng)磁場中彎曲導(dǎo)線的有效長度L，等于連接兩端點(diǎn)直線的長度(如圖)；相應(yīng)的等效電流沿 L 由始端流向末端。
（2）公式 F = BILsinθ的適用條件 導(dǎo)線所處的磁場應(yīng)為勻強(qiáng)磁場；在非勻強(qiáng)磁場中，公式僅適用于很短的通電導(dǎo)線。（3）公式F=BILsinθ 中θ 是B 和I 方向的夾角，不能盲目應(yīng)用題目中所給的夾角，要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。（4）電荷在電場中一定會(huì)受到電場力作用，但是電流在磁場中不一定受安培力作用。當(dāng)電流方向與磁場方向平行時(shí)，電流不受安培力作用。
例 如圖所示，兩根平行放置的長直導(dǎo)線a和b載有大小相同、方向相反的電流，a受到的磁場力大小為F1，當(dāng)加入一與導(dǎo)線所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場后，a受到的磁場力大小變?yōu)镕2，則此時(shí)b受到磁場力的大小變?yōu)椋ā　。〢. F2 B. F1- F2C. F1+ F2 D.2F1- F2
1. 構(gòu)造
磁鐵、線圈、螺旋彈簧、指針、極靴。
2. 原理
通電線圈在磁場中受到安培力而偏轉(zhuǎn)。 （1）線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大，被測電流就越大。 （2）根據(jù)線圈偏轉(zhuǎn)的方向，可以知道被測電流的方向。
兩極間的極靴和極靴中間的鐵質(zhì)圓柱，使極靴與圓柱間的磁場都沿半徑方向，保持線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安培力的大小不受磁場影響，線圈所受安培力的方向始終與線圈平面垂直，線圈平面都與磁場方向平行，表盤刻度均勻。
優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，可以測出很弱的電流。 缺點(diǎn)：線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流很弱（量程?。?。要測較大的電流，必須進(jìn)行改裝。
甲 乙
例 圖甲是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)示意圖，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場均勻輻向分布。如圖乙所示，邊長為L的正方形線圈中通以電流I，線圈中的某一條導(dǎo)線a電流方向垂直紙面向外，導(dǎo)線b電流方向垂直紙面向里，a、b兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。則當(dāng)線圈處在圖乙所示位置時(shí)，下列說法正確的是（　?。〢.該磁場是勻強(qiáng)磁場B.該線圈的磁通量為BL2C.導(dǎo)線a受到的安培力方向向下D.導(dǎo)線b受到的安培力大小為BIL
解析：A錯(cuò)：該磁場是均勻輻向分布的，不是勻強(qiáng)磁場。B錯(cuò)：線圈平面與磁場方向平行，磁通量為0。C錯(cuò)，D對：在圖乙所示位置，導(dǎo)線a、b受到的安培力方向分別為向上、向下，大小均為ILB，線圈將沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
例 如圖所示的天平可用來測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。天平的右臂下面掛一個(gè)矩形線圈,寬為l,共N匝,線圈的下部懸在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于紙面。當(dāng)線圈中通有電流I(方向如圖所示),在天平兩邊加上質(zhì)量分別為m1、m2的砝碼時(shí),天平平衡;當(dāng)電流反向(大小不變)時(shí),右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后,天平又重新平衡。由此可知(　　)
解析:因?yàn)殡娏鞣聪驎r(shí),右邊再加砝碼才能重新平衡,所以電流反向時(shí)安培力豎直向上,由左手定則判斷磁場方向垂直于紙面向里。電流反向前,有m1g=m2g+m3g+NBIl,其中m3為線圈質(zhì)量。電流反向后,有m1g=m2g+m3g+mg-NBIl。兩式聯(lián)立可得B= 。
1.［多選］如圖所示的三維空間內(nèi)，勻強(qiáng)磁場方向沿x軸正方向，在平面xOz內(nèi)有一通電直導(dǎo)線，若它所受的安培力方向沿y軸正方向，則（　?。〢.該通電導(dǎo)線一定不會(huì)沿平行于Ox方向放置B.該通電導(dǎo)線一定平行于Oz方向放置C.無論通電導(dǎo)線怎樣放置，它總受到沿y軸正方向的安培力D.沿Oz方向觀察一定有沿Oz方向的電流 ?
提示：安培力的方向垂直于電流方向和磁場方向所決定的平面，電流方向與磁場方向可以不垂直。
2.［多選］圖中裝置可演示磁場對通電導(dǎo)線的作用。電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿。當(dāng)電磁鐵線圈兩端a、b，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí)，L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，下列說法正確的是（ ）A.若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng)B.若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng)C.若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動(dòng)D.若a接負(fù)極，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動(dòng)
提示：根據(jù)電源的極性，先判定電磁鐵的磁極，再判定通電導(dǎo)線L的電流方向。
3.如圖所示，長為2l的直導(dǎo)線折成邊長相等、夾角為60°的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流I時(shí)，該V形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為（　?。〢.0D.2BIl ?
4.如圖甲所示，揚(yáng)聲器中有一線圈處于磁場中，當(dāng)音頻電流信號通過線圈時(shí)，線圈帶動(dòng)紙盆振動(dòng)，發(fā)出聲音。俯視圖乙表示處于輻射狀磁場中的線圈（線圈平面即紙面），磁場方向如圖中箭頭所示，在圖乙中（ ） 甲 乙
A.當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里B.當(dāng)電流沿順時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外C.當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向里D.當(dāng)電流沿逆時(shí)針方向時(shí)，線圈所受安培力的方向垂直于紙面向外
5.如圖甲所示是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)圖，圖乙是磁極間的磁場分布圖，以下選項(xiàng)中正確的是（ ）
A.指針穩(wěn)定后，線圈受到螺旋彈簧的力與線圈受到的安培力的作用效果是相反的B.通電線圈中的電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度也越大C.在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi)，各處的磁場都是勻強(qiáng)磁場D.在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍內(nèi)，線圈所受安培力與電流有關(guān)，而與所處位置無關(guān)