粤教版高二物理选修3-1课件：3.3探究安培力 (共43张PPT)
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2022-2021学年高二物理粤教版选修3-1 3.3 探究安培力 课件（39张）
答：这种提法不对.因为实 验证明，F和IL的乘积成正 比，故比值（F/IL）在磁场 中某处是一个恒量，它反映 了磁场本身的特性，不随F 及IL的变化而变化.
新课教学
三、匀强磁场 1、磁场强弱、方向处处相同 的磁场 2、匀强磁场的磁感线：是一 组相互平行、方向相同、疏密 均匀的直线
相互平行 方向相同
典例精析
例3．如图1所示，垂直折线abc中通入I的电流。ab=bc=L，折线所在 平面与匀强磁感强度B垂直.abc受安培力等时效计，于算La安是c（培指通力导有的线a大→在小c垂的电流I ）所受安培力，即F1=______，方向同样由直等磁效场电方流向ac判上定的为有在纸面内 垂直于ac斜向上，同理可以推知： 如图2所示，半效圆长形度通电导线受安
若某一空间同时存在几个磁场，空 间的磁场应由这几个磁场叠加而成， 某点的磁感应强度为B，则有： B=B1+B2+B3……（矢量和） ，用 平行四边形法则运算
问题思考
思考：有人根据B=F/IL提出： 磁场中某点的磁感应强度B跟磁 场力F成正比，跟电流强度I和 导线长度L的乘积IL成反比，这 种提法有对吗？若不对错在哪 里？
0.6×0.4×cos 60°Wb＝0.12 Wb.
课堂练习
1、下列说法中错误的是（ AD ）
导线与磁场 是否垂直？
A．磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流I、长为L的一小段
导线放在该处时所受磁场力F与I、L的乘积的比值
导线与磁场平 行时不受力
B．一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处可能没有磁场
表示磁通量。
2、在匀强磁场中，公式为 Φ=BS⊥
（S⊥表示某一面积在垂直于磁场方向上 求该面积在垂直
的投影面积）．
2022-2021学年高二物理粤教版选修3-1 3.3 探究安培力 课件（34张）
课堂练习
解析 在图示位置，磁感线与框架平面垂直时，Φ＝BS.当框架 绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上向下看的图，如图
磁感线——垂直穿入手心 四指——指向电流的方向
大拇指——所受安培力的方向
新课教学
思考与讨论 如图所示，当通电导线的电流垂直纸 面向外，磁场竖直向上时，导线所受 的安培力水平向左，现在若将电流方 向和磁场的方向同时反向，则安培力 的方向是不是也反向？
结论：当电流方向和磁场方向同时反 向时，安培力方向不变。
B
F
I
B
F
I
典例精析
例1.请根据图中给出的条件，运用左 手定则，求出各图中第三个物理量的 方向．
解题思路
明确两个已知量的方向 左手定则
判断第三个量的方向
甲：F垂直于纸面向里 乙：F垂直于纸面向里 丙：I由左向右 丁：F垂直于I斜向右下方
新课教学
思考与讨论
前面，我们曾提到两条互相平行的通电直导线，当通以同向电流时互 相吸引，而通以反向电流时会互相排斥，试用刚学的知识解释。
磁感线方向上的投影面积．
Φ＝BScosθ.
式中Scosθ即面积S在垂直于磁感线方向的
投影，我们称为“有效面积”．
Hale Waihona Puke S在垂直于 磁感线方向的投影
磁通量也可理解为穿过某面积的磁感线的条数，当有方向相反的
两簇条数相同的磁感线穿过某面积时，该面积上的磁通量为零．
新课教学
3、标量，单位：韦伯（Wb） 1Wb=1Tm2
新课教学
方向
磁感线切线方向或小磁 电场线切线方向或放入
针N极受力方向
该点正电荷受力方向
场的 叠加
合磁感应强度等于各磁 场的磁感应强度的矢量 和
粤教版高中物理选修3-1课件第三章第三节
折成边长相等，夹角为 60 °的 V形，并置于与
其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度 为B，当在该导线中通以电流大小为I的电流时,
该V形通电导线受到的安培力大小为(
A．0 C．BIl B．0.5BIl D．2BIl
)
图3－3－10
解析：选C.V形导线两部分的受力情况如图所
示，其中F＝BIl，V形导线所受的安培力为这
要点3
安培力的大小
学案导引 1．公式F＝BIL在任何条件下都适用吗？ 2．公式F＝BIL中，L是导线的实际长度吗？
1．公式 F＝ BIL中 L指的是“有效长度”．当 B 与 I 垂直时， F 最大， F ＝ BIL ；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 直线的长度，如图3－3－7；相应的电流沿L 由始端流向末端．
图3－3－7
3.若磁场和电流成θ角时,如图3－3－8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＝ILB⊥＝ILBsinθ，即F＝ILBsinθ.
图3－3－8
特别提醒：(1)由公式F＝ILBsinθ中θ是B和I方
向的夹角,不能盲目应用题目中所给的夹角 , 要 根据具体情况进行分析． (2) 公式 F ＝ IBLsinθ 中的 Lsinθ 也可以理解为垂 直于磁场方向的“有效长度”． (3)用公式计算安培力适用于电流处于匀强磁 场中．流的直导
线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图3
－3－9所示，已知磁感应强度为1 T．试求出
下列各图中导线所受安培力的大小和方向．
图3－3－9
【审题指导】
解答本题应把握两点：
(1)由左手定则判定安培力的方向．
粤教版高二物理选修3-1第三章 磁场第03节 探究安培力教学课件 (共21张PPT)
实验与探究——安培力的方向1
+
-
I
F
实验与探究——安培力的方向2
-F
I
+
实验与探究——安培力的方向3
S
-
NI
F
+
实验与探究——安培力的方向4
S
+
F
N
-
实验与探究——安培力的方向
次数 磁场方向 电流方向 安培力方向 示意图
1
垂直于纸
BF
向下 面向外 水平向右
2
垂直于
FB
纸面 水平向左
3
向里 水平向右
B
F
向上
4
垂直于纸
FB
面向外 水平向左
实验与探究——安培力的方向
结论： 安培力方向既与磁场方向垂直，也与电
流方向垂直。
左手定则——安培力方向的判断
F
I
I
F
IF
I
F
实验与探究——安培力的大小
➢猜想：安 培力的大小 与哪些因素 有关？
1、电流的大小； 2、通电导线的长度； 3、磁场的强弱； 4、磁场方向与电流 方向关系；
实验2：当电流一定时， 安培力与通电导线的长 度关系？
Байду номын сангаас
实验与探究——定量研究
实验与探究——定量研究
实验与探究——定量研究
【实验结论】
F∝IL
课堂练习——左手定则的应用
F× × × ×
××××
I
××××
××××
NS
I
受力垂直 纸面向外
I
相互吸引
实验与探究——定性研究
实验1：当通电导线长 度一定时，安培力与 电流的关系？
高中物理第3章磁场第3节探究安培力课件粤教版选修3-1
图 3-3-8
7．如图 3-3-9 所示，半径为 R 的圆形线圈共有 n 匝，其中心位置 处半径为 r 的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面．若磁感 应强度为 B，则穿过线圈的磁通量为( )
A．πBR2 C．nπBR2
图 3-3-9 B．πBr2 D．nπBr2
【解析】 在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS.当框架绕 OO′
2．意义：磁通量的多少表示穿过这一面积的磁感线__条___数___． 3．磁通密度：由 Φ＝BS 知 B＝ΦS.磁感应强度在数值上等于穿过垂直于磁感 应强度的__单__位___面__积___上的__磁___通__量_．
[再判断] 1．磁感应强度越大穿过单位面积的磁通量也越大．( ×) 2．磁通量不仅有大小而且有方向，所以是矢量．( ×) 3．将一平面置于匀强场中的任何位置，穿过该平面的磁通量总相等．( ×)
安培力的大小及磁感应强度
[先填空] 1．安培力大小 通电导线在同一磁场中受到的安培力大小与___I_和___L__的乘积成正比，表达 式为 F＝BIL. 2．磁感应强度 (1)定义：当通电导线与磁场方向_垂___直__时，通电导线所受的安培力 F 跟电 流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的__比___值_．
【解析】 根据左手定则可得只有 D 正确． 【答案】 D
左手定则应用的两个要点 (1)安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方 向，所以应用左手定则时，必须使拇指指向与四指指向和磁场方 向均垂直． (2)由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不 一定垂直穿入手掌，可能与四指方向成某一夹角，但四指一定要 指向电流方向．
图 3-3-1
[再判断] 1．安培力的方向一定与电流方向、磁场方向均垂直．(√ ) 2．只有电流方向与磁场方向垂直时，通电导线才受安培力的作用．( ×)
高中物理3-3探究安培力课件广东版选修3-1
磁感应强度
1.物理意义： 描述磁场的力的性质的物理量
2、定义： 3.定义式：
垂直于磁场方向的通电导线，所受的安 培力F，跟电流I和导线的长度L的乘积 的比值叫磁感强度
B=F/IL
适用条件： 1）匀强磁场 2）L很短时的非匀强磁场
4.单位： 特斯拉 简称特
符号是T 1T=1N/Am
5．方向：磁感应强度的方向与磁场的方向 一致
少．（适用于任何情况）
A
.
.
.
.A.
.
......
B
......
B
. . . .B. .
A
B
磁通量是标量还是矢量？ φ正负的规定： 计算式: φ=B·S┻．(B⊥S)
磁通密度 B=φ/S
标量
适用于匀 强磁场
B
当B不⊥S时： =BS ⊥ =BScos
S⊥ B， =BS S∥B， =0 单位：Wb
AB
AB
FAB
FAB
A的磁场？ B的磁场？
A的磁场对B的作用力？ B的磁场对A的作用力？
13．长10厘米，通过3安培电流的直导线，放 在匀强磁场中，调整它的方向，其受到的磁场 力在0-0.03牛之间变化，则该磁场的磁感应强 度为 0.1 特。
14．在赤道上空，沿东西水平放置一根直导线， 通以由东向西的电流，则此导线所受的地磁场 的作用力的方向是 ______竖__直_向_ 下
导线IL的乘积成反比 E、因为B=F/IL，所以导线中电流越大，其周围的磁场反而减弱 F、放在磁场中各处的通电导线，受力的大小和方向相同 G、磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力大小和
方向无关 H、垂直与磁场放置的通电导线的受力方向就是磁场的方向
2011高二物理：3.3_探究安培力_课件(粤教版选修3-1)
二、安培力的大小 1．实验表明：把一段通电直导线放在磁场里，当导 ．实验表明：把一段通电直导线放在磁场里， 线方向与磁场方向____时 线方向与磁场方向 垂直 时，导线所受到的安培力最 当导线方向与磁场方向____时 大；当导线方向与磁场方向 一致 时，导线所受到的 安培力等于零；当导线方向与磁场方向斜交时， 安培力等于零；当导线方向与磁场方向斜交时，所 受到的安培力介于_______和 之间 受到的安培力介于 最大值 和__之间． 零 之间． 2．磁感应强度 ． (1)定义：当通电导线与磁场方向垂直 时，通电导线 定义： 定义 当通电导线与磁场方向____时 所受的安培力F跟 电流 和 所受的安培力 跟_____和_________的乘积 的 电流I 导线长度 的乘积 比值 导线长度L 的乘积IL的 ____叫做磁感应强度． 叫做磁感应强度． 叫做磁感应强度
1．磁场对电流的作用力称为_______ ．磁场对电流的作用力称为 安培力． 安培力． 2．左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直， ．左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直， 并且都跟手掌在同一平面内，把手放入磁场中让磁感 并且都跟手掌在同一平面内， 线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向__________， 线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向 电流的方向 ， 那么， 大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所 那么，_______所指的方向就是通电导线在磁场中所 受安培力的方向． 受安培力的方向．
即时突破， 即时应用 (即时突破，小试牛刀 即时突破 小试牛刀) 3．如图 －3－6所示，在匀强磁场中放有下列各 所示， ．如图3－ － 所示 种形状的通电导线，通入导线的电流为I， 种形状的通电导线，通入导线的电流为 ，磁感应 强度为B，求各导线所受到的安培力． 强度为 ，求各导线所受到的安培力．
2022-2021学年高二物理粤教版选修3-1 探究安培力 课件（34张）
课堂讲义
理解·深化·探究
一、安培力的方向 1.安培力的方向既与磁场方向垂直，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. 2.当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电 流与磁场所决定的平面，所以仍用左手定则来判断安培力的 方向，只是磁感线不再垂直穿过手心，而是斜穿过手心.
三、安培力的大小 对安培力F＝BILsin θ的理解 1.安培力大小的计算公式F＝BILsin θ，θ为磁感应强度 方向与导线方向的夹角. (1)当θ＝90°，即B与I垂直时，F＝BIL. (2)当θ＝0，即B与I平行时，F＝0.
2.当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L等于连接 两端点直线的长度(如图2所示)；相应的电流沿L由始端流 向末端.
为轴转过30°和60°时，穿过线圈的磁通量分别是多少？
解析 当线圈分别转过 30°和 60°时，线圈平面在
垂直于磁场方向的有效面积相同，都有 S⊥＝S2，所
以磁通量相同，都等于B2S.
答案
BS 2
BS 2
图8
借题发挥 磁感应强度B＝IFL 是反映磁场中力的性质的 物理量，是采用比值的方法来定义的，该公式是定义 式而不是决定式，磁场中各处的B值是确定的，与放入 该点的检验电流的大小、方向等无关.实验表明：安培 力方向是与磁场方向垂直的，在这一点上磁场与电场 是不一样的.
例3 如图1所示，两根相互平行的长直
第三章——
第3讲 探究安培力
目标定位 1.知道安培力的概念，会用左手定则判断安培力的方向， 会用公式F＝BIL计算安培力的大小. 2.理解磁感应强度的定义，掌握磁感应强度的方向. 3.知道匀强磁场以及匀强磁场的磁感线分布特点. 4.知道磁通量的概念，会根据公式Φ＝BS计算磁通量.
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A. 0.3N
C. 0.1N
B. 0.2N
D. 0
答案：BCD
探究安培力 小结
方向 安 培 力 左手定则
磁场的定量描述
大小F=BILsinθ
磁感应强度
课后作业
①对比安培力与电场力
②对比磁感应强度与电场强度
磁 通 量
【定义】在磁感应强度为B的 匀强磁场中，有一个与磁场方 向垂直面积为S的平面，则磁 感应强度B与面积S的乘积叫做 磁通量，简称磁通。 【定义式】Φ=BS 【单位】 韦（伯） Wb 【性质】标量，但有正负。 1Wb＝1T· m2
I
I
I
I
一、安培力的方向
I
I
I
左手定则
磁场对导线 作用力为零
左手定则
【习题1】
画出图中直导线受到的安培力方向
×
F
F F
F
【注意】不管电流方向与磁场方向是否垂直，安培力的 方向总是垂直于电流方向与磁场方向所确定的平面,即总 有F⊥I和F⊥B
【习题2】
单选题
下面的各图显示了磁场对通电直导线的作用，其中正确的是（）
②不同的磁场中，比值F/IL一般是不同的；
磁感应强度
定义：物理学规定，通电导线与磁场方向垂直
时，通电导线所受的安培力F与跟电流I和导线
长度L的乘积IL的比值。（用B表示）
F 定义式： B IL
（比值定义）
磁感应强度 单位：特斯拉，简称特，符号T， 1T=1N/Am
性质：由磁场本身决定；矢量，方向与磁场的 方向相同。 物理意义：描述磁场强弱和方向的物理量。
x x x
x
I
x 60°
x
x
x
x
③L指的是“有效长度”，对于弯曲导线的有效长度L， 应等效于连接两端点直线的长度，相应的电流方向应沿
等效长度L由始端流向末端
L指的是“有效长度”
【习题1】
不定项
一根长为0.2m的电流为2A的通电直导线， 放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到 的安培力大小可能是（ ）
二、安培力大小 安培力的表达式：F BIL sin
注意：
①公式适用于导体所在范围内B是一个恒量或L很小
②θ为电流方向与磁场方向之间的夹角
思考1： 如下图所示，直导线长1m，电流I=0.5A， 磁场强度B=2T，求导线受到的安培力大小；
x x x
x
I
x
x
x
x
x
思考2： 如下图所示，两根直导线各长1m，夹角60°， 电流I=0.5A，磁场强度B=2T，求导线受到的 安培力大小；
强度是多大？
二、安培力大小
由 B=F/IL
得 F=BIL
在匀强磁场中，通电直导线与磁场方向垂直的情况下
F
F＝BIL
二、安培力大小 思考:当B与I不垂直,F=?
B⊥ F
B∥
F＝BILsin 0
二、安培力大小 安培力的表达式：F BIL sin
（1）当I与B垂直时，F=BIL （2）当I与B平行时，F=0 （3）当I与B夹角为θ时，F=BILsinθ
磁感应强度
磁感应强度与磁感线的关系：
①磁感线上某点的切线方向即为该处的磁感应 强度方向；
②磁感线的疏密表示磁感应强度的强弱；
磁感应强度 思考：什么叫匀强磁场？ 定义：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场 区域； 磁感线分布：间隔均匀、彼此平行的直线下列说法正确的是（ ）
磁场的强弱 磁场方向与电流方向关系
【实验方法】控制变量法
二、安培力的大小
1、当通电导线方向与磁场方向平行时，通 电导线所受的安培力的大小为_______ 零
二、安培力的大小 2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下：
I
(1)当电流增大时，安培力增大 (2)当在磁场中的直导线长度增大时， 安培力增大 F∝IL
【答案】C
【习题3】
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，下列说法正确的是（ A.安培力的方向一定跟磁场方向相同 B.安培力的方向一定跟磁场方向垂直，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，但不一定跟磁场方向垂直 D.安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁场方向垂直 【分析】总有F⊥I和F⊥B 【答案】D ）
单选题
【习题4】
画出图中直导线受到的安培力方向
【习题】
如下图，请解释：
①当两条平行直导线通过相同电流时，导线之间的关系是吸引；
②当两条平行直导线通过相反电流时，导线之间的关系是排斥；
"右手定则"判断磁场方向 "左手定则"判断安培力方向
二、安培力的大小 猜想：安培力的大小与哪些因素有关？
通电导线的长度 电流的大小
一、安培力的方向 I I
I
I
一、安培力的方向
实验 磁场方向 电流方向 安培力的方向 次数 1 向下 2 3 向上 4 垂直于纸 面向外 垂直于纸 面向里 垂直于纸 面向里 垂直于纸 面向外 水平向右 水平向左 水平向右
F
图
F
I
I
I
F
水平向左
F
I
结论：安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直。
I 磁场 结论：
F 常数 IL
(3)当增大导线所在位置处的磁场的强度， 安培力增大，于是F与（IL)的比值变大了， 故该比值的大小反映了磁场的强弱
二、安培力的大小 2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下：
反映磁场的强弱
由磁场本身决定
F 比值 IL
F E q
①同一磁场中，不管电流I和导线长度L怎样变化，比值F/IL总是确定的；
A.在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比
B.磁感线的指向就是磁感应强度的方向 C.垂直磁场放置的通电导线的受力方向即是磁感应强度的方向 D.磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、 导线长度、导线取向无关
答案：D
【习题2】 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线， 它的电流强度是2.5A，导线长1cm，它受到 的安培力为5x10-2N，则这个位置的磁感应
【形象表述】穿过这个面的磁感线条数。
【变形】Ｂ＝Φ/Ｓ 磁感应强度大小等于穿 过单位面积的磁通量，因此 磁感应强度大小也叫做磁通 密度，单位Wb/m2。
第三节 探究安培力
探究安培力
电场力
电场
电荷
安培力
磁场
电流
探究安培力
方向
大小
安培力是一个矢量力
一、探究安培力的方向
问题1：安培力的方向与哪些因素有关？ 电流的方向
磁场的方向
一、安培力的方向
问题2：怎样直观地判断安培力的方向？
闭合电键，观察导体棒在磁场中摆起的情况
一、安培力的方向
问题3：实验时，如何改变电流和磁场的方向