54探究安培力
《探究安培力》课件
安培力的作用和意义
1 引发电磁感应
安培力是电动机、发电机等电磁设备的核心。
2 驱动电动机
安培力使得电动机的转子开始运动。
3 应用于磁共振成像
安培力用于生成强磁场，使磁共振成像成为可能。
安培力的定义和公式推导
安培力
安培力是电流通过导体所产生的磁场所引起的一种 力。
公式推导
根据洛伦兹力定律，安培力的大小公式为F = BIL。
《探究安培力》PPT课件
探索安培力的作用和意义，介绍安培力的定义、推导及其与磁场的关系。展 示典型安培力的实验演示以及应用在工业生产、电力场景和磁共振成像中的 作用。
安培力与国际单位
什么是安培？
安培是国际电流单位，用于 衡量电流强度。
国际单位符号
安培的国际单位符号是A， 原名国际安培。
安培力
安培力是由电流所产生的磁 场所引起的一种力。
3 电压稳定
安培力保持电压的稳定性， 确保电力供应的质量。
安培力在磁共振成像中的作用
磁共振成像（MRI）
安培力生成强磁场，用于磁共振成像中的信号检测 和图像重建。
医学应用
安培力在磁共振成像中被广泛应用于医学诊断和研 究。
洛伦兹力和安培力的区别
洛伦兹力
洛伦兹力是带
安培力是由电流通过导体所产生的磁场所引起的一 种力。
典型安培力的实验展示
1
安培环实验
通过安培环实验展示安培力的作用和稳定性。
2
螺线管实验
利用螺线管实验观察安培力对导线的影响。
3
电磁铁实验
使用电磁铁实验演示安培力的强大吸力。
安培力和磁场的关系
磁场线
安培力的方向与磁场线的方向相 互垂直。
5.4探究安培力学案
编号：22 课题： 5.4探究安培力主编：史胜波审稿：丁义浩时间：12.5 *实授课时： 2 班级：学生：组别：组评：师评：向外探究体验归纳：通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可用来判断：实验与探究二：安培力的大小(导线与磁场方向垂直)探究实验：影响安培力大小的因素猜想：安培力的大小和哪些因素有关呢？探究安培力的大小的方法：问题1、如何改变通电导体的电流大小？问题2、如何改变通电导体的长度？问题3、如何改变磁场的磁感应强度？一、与电流大小的关系汉滨区恒口高级中学高二物理（选修3-1）学案探究五：只在安培力作用下，导体运动情况的判断。
思考并回答3：在蹄形磁铁的上方用橡皮绳悬挂一根通电直导线CD，自我检测1．画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向2．通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行。
关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述中正确的是（）A．线框有两条边所受的安培力方向相同B．线框有两条边所受的安培力大小相同C．线框所受安培力的合力朝左D．cd边所受安培力对ab边力矩不为零3．在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，一段长为0.5m的通电导体在外力作用下做匀速直线运动，设通过导体的电流为4A，运动速度是0.6m／s，电流方向、速度方向、磁场方向两两相互垂直，则移动这段导线所需要的功率是________W.4．质量为m ，长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在θBＢθBＣθBＡθBＤE F G H第15题C D。
探究安培力
如图，倾角为θ＝ ° 例：如图，倾角为 ＝30°的光滑导轨上端接入一电动势 E=3v，内阻不计的电源。滑轨间距 ，内阻不计的电源。滑轨间距L=10cm。将一个质量 。 的金属棒水平放在滑轨上， 为m=30g，电阻 ，电阻R=0.5Ω的金属棒水平放在滑轨上，若滑 的金属棒水平放在滑轨上 轨处在垂直于滑轨平面的匀强磁场中．当闭合开关后， 轨处在垂直于滑轨平面的匀强磁场中．当闭合开关后，
、T8
实验演示2： 实验演示 ：平行通电直导线间的作用
接电源
结论： 结论：同向平行电流相互吸引 反向平行电流相互排斥
接电源
练习2：见学海导航Ｐ 练习 ：见学海导航Ｐ78 T6
、T7
二、安培力的大小 实验演示3： 实验演示 ：
结论：电流越大，磁场越强， 结论：电流越大，磁场越强， 导线在磁场中的长度越长， 导线在磁场中的长度越长， 通电导线所受的安培力越大
θ
金属棒刚好静止在滑轨上． 金属棒刚好静止在滑轨上．求匀强磁场的磁感应强度大 小和方向． 小和方向． 解：先画出侧视图（三维 二维） 先画出侧视图（三维→二维 二维） 对导体棒受力分析如图 Ｅ 开关闭合后， 开关闭合后，有Ｉ＝ ＝６(A) Ｒ 导体平衡．Ｆ必沿斜面向上． ．Ｆ必沿斜面向上 垂直导轨平面向下． 导体平衡．Ｆ必沿斜面向上．故Ｂ垂直导轨平面向下． 由平衡条件得 F－mgsin θ ＝０ － 即BIL－mgsin θ＝0 － ＝ mgsin θ ∴ B＝ ＝ 0.25(T) IL
安培力计算式： 安培力计算式： Ｆ＝ＢＩＬ（在 Ｆ＝ＢＩＬ（在Ｂ⊥Ｌ时） Ｆ＝ＢＩＬsinθ（在Ｂ与Ｌ的夹角为θ时） （ Ｆ＝ＢＩＬ 的夹角为 时
公式说明： 公式说明： １、该公式适应于匀强磁场的安培力计算。 该公式适应于匀强磁场的安培力计算。 ２、Ｌ为有效长度。 、Ｌ为有效长度。 为有效长度 有效长度：导线两端点的连线在垂直磁场方向上的投影长度。 有效长度：导线两端点的连线在垂直磁场方向上的投影长度。
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4．如图5－4－4所示，A为一水平
旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的
负电荷，在圆盘正上方水平放置一通
电直导线，电流方向如图．当圆盘高
速绕中
A．竖直向上
B．竖直向下
C．水平向里
D．水平向外
答案：C
图5-4-4
5．关于通电直导线所受安培力F，磁感应强度 B和电流I三者方向之间的关系，下列说法正确的是
解析：A项中接法，螺线管上端由安培定则知为N 极，MN中电流方向向右，由左手定则知MN垂直纸面 向外运动．
B项中接法使螺线管上端为S极，MN中电流由N到 M，由左手定则可判断B项正确．同理可知C项错误．
D项，当ac端为正极、bd端为负极时，同A项；当 ac端变为负极，bd端变为正极时，同B项；故D项正 确．
图5-4-1
要提高发射速度，就要增大炮弹的加速时 间．你知道该怎么可以做到吗？
知识梳理
一、探究影响通电导线受力的因素 1．在物理学中，把很短的一段通电导线中的电 流I与导线长度L的乘积IL称作_电__流__元__．
2．分析归纳：在实验中无论怎样改变 I、L 的数值，
IFL这一比值是_不__变__的__，说明IFL是反映磁场的性质，与放 入什么样的通电导体_无__关__．
(2)当通电导线与磁场方向垂直时，所受安培力 最大，Fmax＝BIL.
(3)当通电导线与磁场方向斜交时，其所受安培 力介于零和最大值之间．如图5－4－6所示．
图5-4-6 将B正交分解成B⊥＝Bsinθ和B∥＝Bcosθ，而B∥对电 流没有作用，在此种情况下，F＝B⊥IL即F＝BILsinθ.
(4)注意事项： ①公式适用于匀强磁场． ②弯曲导线的有效长度l，等于两端点所连直线 的长度(如图5－4－7所示)；相应的电流方向，沿l由 始端流向末端，因为任意形状的闭合线圈，其有效 长度l＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培 力的矢量和一定为零．
《探究安培力》教案2
《探究安培力》教案2一、教学内容本节课将围绕物理教材《电磁学》第四章第3节“安培力”的内容展开，详细讲解安培力产生的原理、计算公式以及应用实例。
具体包括安培力的定义、安培力的大小与电流、磁场的关系，以及左手定则的应用。
二、教学目标1. 理解安培力的概念，掌握安培力的大小计算公式。
2. 学会运用左手定则判断安培力的方向。
3. 能够运用安培力的知识解决实际问题，提高物理思维能力和实践能力。
三、教学难点与重点难点：左手定则的应用，安培力的计算公式。
重点：安培力的概念，安培力的大小与电流、磁场的关系。
四、教具与学具准备教具：电流表、磁场演示器、安培力演示仪、投影仪。
学具：左手定则图解、计算器、笔记本。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）通过展示电流表指针偏转的现象，引导学生思考电流在磁场中受到的力。
2. 新课导入（10分钟）（1）介绍安培力的概念，引导学生了解安培力产生的原理。
（2）讲解安培力的大小计算公式，通过例题进行解释。
（3）讲解左手定则，演示如何判断安培力的方向。
3. 例题讲解（15分钟）针对安培力的计算和左手定则的应用进行例题讲解，引导学生运用所学知识解决问题。
4. 随堂练习（10分钟）设计相关练习题，让学生现场解答，巩固所学知识。
5. 课堂小结（5分钟）六、板书设计1. 安培力的概念2. 安培力的大小计算公式3. 左手定则4. 例题及解答七、作业设计1. 作业题目：（1）计算安培力的大小。
（2）运用左手定则判断安培力的方向。
2. 答案：（1）安培力的大小= BILsinθ，其中B为磁感应强度，I为电流强度，L为导线长度，θ为导线与磁场的夹角。
（2）根据左手定则，握住导线，让四指指向电流的方向，大拇指所指的方向即为安培力的方向。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对安培力的概念和计算公式的掌握情况，以及对左手定则的理解和应用。
2. 拓展延伸：（1）探讨安培力在生活中的应用，如电机、发电机等。
2024年《探究安培力》标准教案2
2024年《探究安培力》标准教案2一、教学内容本节课选自《物理》教材第十一章《电磁学》中的第4节“安培力”。
详细内容包括：安培力的定义、安培力的大小和方向、安培力定律及其应用。
二、教学目标1. 了解安培力的定义，掌握安培力的大小和方向判定方法。
2. 理解安培力定律，能够运用安培力解决实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力和逻辑思维能力。
三、教学难点与重点重点：安培力的定义、大小和方向判定，安培力定律的应用。
难点：安培力方向的理解，安培力定律在实际问题中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：电流表、磁铁、导线、电源、滑动变阻器、示波器等。
2. 学具：每组一套实验器材，包括电流表、磁铁、导线、电源、滑动变阻器、示波器等。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）演示电流表指针偏转实验，引导学生思考电流与磁力之间的关系。
2. 例题讲解（15分钟）介绍安培力的定义，讲解安培力的大小和方向判定方法。
解析安培力定律，通过例题讲解安培力定律在实际问题中的应用。
3. 随堂练习（10分钟）学生根据所学知识，完成随堂练习，巩固安培力的计算和应用。
4. 实验操作（10分钟）学生分组进行实验，观察安培力与电流、磁场之间的关系。
教师巡回指导，解答学生疑问。
拓展延伸：介绍安培力的应用实例，如电机、发电机等。
六、板书设计1. 安培力的定义2. 安培力的大小和方向判定方法3. 安培力定律4. 安培力的应用实例七、作业设计1. 作业题目：（1）计算题：给定电流和磁场，求安培力的大小和方向。
（2）应用题：根据安培力定律，分析实际电路中安培力的作用。
2. 答案：见附件。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对安培力的概念和计算掌握情况，实验操作是否规范。
2. 拓展延伸：鼓励学生课后查阅相关资料，了解安培力的更多应用，提高学生的科学素养。
重点和难点解析1. 安培力方向的理解。
2. 安培力定律在实际问题中的应用。
3. 实验操作过程中的注意事项。
《探究安培力》教案1
《探究安培力》教案1一、教学内容本节课选自高中物理教材《电磁学》第四章第二节“安培力的计算”。
详细内容包括：安培力定律的推导，安培力的大小计算，以及左手定则的应用。
二、教学目标1. 了解安培力定律的发现过程，理解安培力定律的内容及其适用条件。
2. 学会使用左手定则判断安培力的方向，掌握安培力大小的计算方法。
3. 能够运用安培力知识解决实际问题，提高学生分析问题和解决问题的能力。
三、教学难点与重点重点：安培力的大小计算和左手定则的应用。
难点：安培力方向的理解和运用。
四、教具与学具准备1. 教具：电流表、磁铁、导线、电源、演示用安培力实验装置。
2. 学具：电流表、磁铁、导线、电源、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入：演示电流在磁场中受到力的作用，引导学生思考电流与磁场之间的关系。
2. 例题讲解：讲解安培力定律的推导过程，引导学生理解安培力定律的内容。
3. 随堂练习：让学生根据安培力定律计算给定电流和磁场下的安培力大小，并使用左手定则判断方向。
4. 讲解左手定则的应用，让学生通过实际操作加深理解。
5. 分析安培力在生活中的应用，如电动机、发电机等。
六、板书设计1. 安培力定律的推导过程。
2. 安培力大小计算公式：F = BILsinθ。
3. 左手定则的内容及应用。
七、作业设计1. 作业题目：计算给定电流和磁场下的安培力大小和方向。
答案：根据安培力定律和左手定则进行计算。
2. 作业题目：分析电动机和发电机中安培力的作用。
答案：电动机中的安培力实现电能转换为机械能，发电机中的安培力实现机械能转换为电能。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入、例题讲解和随堂练习，使学生掌握了安培力的计算方法和左手定则的应用。
课后反思，注意引导学生将所学知识运用到实际问题中，提高学生的分析问题和解决问题的能力。
拓展延伸部分，可以让学生研究安培力在高科技领域的应用，如磁悬浮列车、磁流体发电机等。
重点和难点解析1. 安培力大小计算公式：F = BILsinθ。
5.4探究安培力
【精讲精析】 要求直杆MN垂直纸面向外运 动，把直杆所在处的磁场方向和直杆中电流画 出来，得A、B正确．若使a、c两端(或b、d两 端)的电势相对于另一端b、d(或a、c)的电势的 高低做同步变化，线圈磁场与电流方向的关系 跟上述两种情况一样，故D也正确． 【答案】 ABD 【规律总结】 安培定则、左手定则往往同时 应用．应特别注意，安培定则是判断电流的磁 场方向，又称右手螺旋定则，而左手定则是用 左手判断电流的受力情况的．
2、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的大小跟磁感应强度B、电流I和导线 的长度L都成正比。
即： F=KBIL
在SI制中，K=1，上式可表示为
F=BIL (B I L三者为两两垂直) （2）平行时：F＝0
(3).问题:若既不平行也不垂直呢?
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.
第三节 探究安培力
【例题1】画出图中第三者的方向。
【答案】由左手定则作答。 × F
F
F F
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
变式训练2 在地球赤道上空，沿东西方向水平放 置一根通以由西向东的直线电流，则此导线( ) A．受到竖直向上的安培力 B．受到竖直向下的安培力 C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向东的安培力 解析：选A.地球赤道上空的磁场方向由南向北与 地面方向平行，由左手定则可判断导线受到竖直 向上的安培力．
图3－2－4
mg sin α A．B＝ ，方向垂直斜面向上 IL mg sinα B．B＝ ，方向垂直斜面向下 IL mg cosα C．B＝ ，方向垂直斜面向下 IL mg cosα D．B＝ ，方向垂直斜面向上 IL 解析： A.由左手定则可知， 选 要使棒受力平衡， 磁场方向应为垂直斜面向上， 对棒由平衡条件可
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安培力F的方向，其中正确的是 (
)
2、如图，ab为一条竖直放置的可自由运 动的通电直导线，在它的正右方有一个通 有逆时针方向电流的方形导线框，则 ab将
(A ) A.向左平动 B.向右平动 C.a端向纸里， b端向纸外运动 D.以中点为轴沿顺时针方向运动
3、如图，两根直导线 AB、CD互相垂直，
5、蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流 I 的轻 质直导线ab，则ab运动的情况是 ( A ) A.a端转向纸外， b端转向纸里，同时向下运动 B.a端转向纸外， b端转向纸里，同时向上运动 C.a端转向纸里， b端转向纸外，同时向上运动 D.a端转向纸里， b端转向纸外，同时向下运动
6、如图所示，两根相互平行的长直导线位于图中纸 面内，导线中通有大小相等、方向相反的电流，导 线a、b所受的安培力 Fa、Fb 的方向是（ ） A．Fa向左， Fb向右， B．Fa向左， Fb向左 C．两力都垂直纸面， Fa向里，Fb向外 D．两力都垂直纸面， Fa向外，Fb向里
【猜想与验证】影响安培力的因素 ①磁场的强弱 ②电流的大小 ③电流的长度
磁感应强度——定量描述磁场强弱和方向的物理量。 物理学规定： 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 和导线的乘积IL的比值叫做磁感应强 度。用B表示。
即： B ? F IL
单位：特斯拉（T）
安培力的大小
解：由闭合电路欧姆定律：
I? E ? 6 r ? R 1? R
由受力分析可知：
BIL=mg 代入数据可求得：
R=0.2欧姆
例题 4：如图所示：在磁感应强度为 0.4T的匀强磁场 中，用两根等长的细线悬挂一根质量为 0.02kg、长度 为0.4米m导体棒 MN。要使细线的拉力为零，求导体 棒中要通过电流大小和方向？（可以忽略细线的质量 ； g=10米/秒2。）
1.当电流与磁场方向垂直时，F = ILB
2.当电流与磁场方向夹θ角时，F = ILBsinθ
例题 3：如图所示，两平行光滑导轨相距 0.2m，与 水平面夹角为 450，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 )
mg
例7、如图所示，金属导轨 MN、PQ互相平行放在同 一水平面上，其电阻不计。直导线 ab与导轨垂直放 置，其电阻为 0.40Ω，导轨间距 L=10cm 。导轨所在 区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应 强度 B=0.20T 。电源电动势 E=15V ，内电阻 r=0.18Ω, 电阻 R=1.6Ω。电键 S接通后 ab仍静止不动，求 ab所 受磨擦力的大小和方向。
f
F安
f
F安
解： 设直导线 ab的电阻为 R?，R?与R并联的 总电阻为 R并= R?R/(R?+R)=0.32 Ω 电路接通后，总电流为 I=ε/（R并+r）=3.0A 通过直导线 ab的电流为 I?=IR并/R?=2.4A
由左手定则作答
F
×F F
F
【注意】安培力的方向永远与导线垂直 。
例题2:画出图中通电导线棒所受安培力的方向。 由左手定则作答 。 注意:安场方向方向
×B × × ×
××××
×
××××
××××
安培力垂直板面向里
不受力
B × F
····
···· · ·× · ·
高中物理 《沪科版》选修3-1 第五章 第四节
探究安培力
安培力 ——磁场对电流的作用力称为安培力。
一、安培力的方向
左手定则： ——伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂 直，让磁感线 垂直穿入 手心，使四指指向电流的方向，这 时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
例题1:画出图中第三者的方向
反向电流排斥
7、如图所示，通电直导线 L1的右侧有一小段
可自由运动的导线 L2，若L2中通以向里的电流，
它将（
）B
A、从右向左看顺时针转动并远离 L1 B、从右向左看逆时针转动并靠近 L1 C、因为 L2与磁场平行，不受安培力作用 D、 以上说法都不对
两电流有趋向平行同向的趋势。
二、安培力的大小
····
不受力
B
××××
× F× × ×
× × I× × ××××
F
●
B
例题3:两条平行直通电导线间相互作用
反向电流
同向电流
F F
F F
结论：通同向电流相吸引，异向电流相排斥
2、判断下列通电导线在磁场中受力方向、电流方 向、磁场方向。
S
N
●
F
F
1、在下图中，标出了磁场的方向、通电直
导线中电流 I的方向，以及通电直导线所受
解：要使细线的拉力为零
F安
则导体棒中需要通过由M→N方向
F安=G 时
即 BIL=mg
mg
I ? mg ? 0.02 ? 10 ? 1.25(安) lB 0.4 ? 0.4
例5：如图，MN、PQ为光滑金属导轨， ab为金属棒， 与电源组成闭合电路，该装置在竖直平面内，为使 ab 静止，可将该装置放在匀强磁场中，已知：电源电动 势E=1.5V，金属棒电阻 R=3Ω(电路中其他电阻不计 )， 金属棒的质量 m=30克，长度 d=50cm，两金属轨道的 宽度L=30cm，求磁感应强度的大小和方向。
P
M
a
b
Q
N
例6：通电直导线质量为 m沿水平方向放在倾角为 a
的光滑斜面上，图中圆圈表示导线的横截面，匀强
磁场的方向竖直向上，磁感应强变为 B，导线在磁
场中的长度为 L。要使导线静止在斜面上，导线中
的电流大小 ，方向 。
N B
B
F安
×
B N ×B
a a
mg
· F安
F安 ? tan a mg
BIL ? tan a mg
但相隔一小段距离，其中 AB是固定的，
CD能自由转动，当电流按图示箭头方向
通过两条导线时， CD导线将(
)C
A.顺时针转动，同时靠近 AB
B.顺时针转动，同时离开 AB
C.逆时针转动，同时靠近 AB
D.逆时针转动，同时离开 AB
4、如图，在条形磁铁的 S极附近悬挂一个环形线 圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面内，当线 圈中通以沿图示逆时针方向电流时，从上往下看 , 线圈将( A ) A．顺时针方向转动，同时靠近磁铁 B．顺时针方向转动，同时离开磁铁 C．逆时针方向转动，同时靠近磁铁 D．逆时针方向转动，同时离开磁铁