高中物理 3.4磁场对通电导线的作用力课件 新人教版选修3-1
高中物理人教版课件选修3-1 3.4通电导线在磁场中受到的力

课前感知·预习
课堂导学·探究
分层达标·训练
4.安培力的特点 垂直 ,即安培力F______ 垂直 于 与电流方向、磁感应强度的方向都_____
B和I所决定的平面。
课时目标·导航
课前感知·预习
课堂导学·探究
分层达标·训练
二、安培力的大小及磁电式仪表
1.安培力的大小 (1)当通电导线垂直磁场方向放置时所受安培力的大小为: ILB 。 F=____ (2)当磁感应强度B的方向与通电导线平行时,导线所受安培 0。 力F=__ (3)当磁感应强度B的方向与通电导线方向成θ角时, ILBsinθ 。θ为B与I的夹角。 F=_________
基本原理。
课时目标·导航
课前感知·预习
课堂导学·探究
分层达标·训练
重点:1.正确应用左手定则判断安培力的方向。 2.匀强磁场中安培力大小的计算。 难点:安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系。
课时目标·导航
课前感知·预习
课堂导学·探究
分层达标·训练
一、安培力的方向 1.安培力
通电导线 在磁场中受的力。 _________
课堂导学·探究
分层达标·训练
【误区警示】对于安培力、电流方向和磁场方向的空间关系, 学生常常误认为三者两两垂直,教师要向学生明确安培力的方
向一定与电流、磁场方向都垂直,但电流方向与磁场方向可以
成任意角度。
课时目标·导航
课前感知·预习
课堂导学·探究
分层达标·训练
3.当通电导线与磁场不垂直时,如何判断安培力方向? 【思路分析】当通电导线和磁场不垂直时 安培力方向的判断是一难点,这里教师可
2.决定安培力方向的因素 电流 方向。 (1)_____ 磁感应强度 方向。 (2)___________
磁场对通电导线的作用力

E.若F与I方向确定,则B方向唯一确定
F.若F与I方向确定,则B方向不唯一确定,但B一定在与F 垂直的平面内
如图所示,导线abc为垂直折线,其中电流 为I,ab=bc=L,导线拓在的平面与匀强磁场垂直, 匀强磁场的磁感应强度为B,求导线abc所受安 培力的大小和方向.
Fab BIL Fbc BIL
B1
B B2
θ
与导线平行 B2=Bcosθ 对通电导线不产生作用力 与导线垂直 B1=Bsinθ
I
故F=ILBsinθ
二、安培力的大小 公式: F=ILBsinθ 2、仅适用于匀强磁场 3、力的方向仍然满足: 既与电流方向垂直 又与磁场方向垂直,即 力垂直于电流和磁场所 在的平面
B
θ I
1、θ表示磁场方向与电流方向间的夹角
• (三)情感态度与价值观 • 使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的 共性的认识事物的一种重要的科学方法.并通过对 磁电式电流表的内部构造的原理了解,感受物理 知识之间的联系。 • 二、重点与难点: • 重点:安培力的方向确定和大小的计算。 • 难点:左手定则的运用(尤其是当电流和磁场不 垂直时,左手定则如何变通使用)。 • 三、教具:磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、 滑动变阻器、多媒体。
在图中,匀强磁场磁感应强度为B,有一段长L, 通有电流为I的直导线ab,电流方向从a到b,则 导线所受磁场力大小和方向如何?并将立体图改 画为平面图
z B
α a b
B Oα a B y
F=BIL
α
B
F=BIL
F=BIL
F F α y B
F=BIL
F α
F
α
x
B
B.弹簧被拉长
S
物理选修3-1 3.4磁场对通电导线的作用

一个通电螺线管产生的磁场与条形磁铁相似。
磁通量
我们将磁感应强度B 与面积S 的乘积,叫做穿 过这个面的磁通量,简称磁通。用φ表示。 即: φ=BS
φ=BS
φ=BS cosθ
在SI单位制中,磁通量的单位为:韦伯(Wb)
【例题】下列各种说法中,正确的是: A.磁通量很大,而磁感应强度可能很小; B.磁感应强度越大,磁通量也越大; C.磁通量小,一定是磁感应强度小; D.磁感应强度很大,而磁通量可能为零。 【答案】AD
【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。
【例题2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
【答案】由左手定则作答。
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
二.安培力的大小
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
垂直时:F=ILB 夹角为θ时: F=ILBsinθ
F
若不在正中央?
练习2:如图所示,a、b、c三枚小 磁针分别放在通电螺线管的正上方、管 内 和右侧.当这些小磁针静止时,小磁 针N 极的指向是………( ) A.a、b、c均向左 B.a、b、c均向右 C.a向左,b向右,c向右 D.a向右,b向左,c向右
• (一)知识与技能 • 1、知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与 电流、磁场方向都垂直时,它的方向的判断----左手定则。知道左手定 则的内容,会用左手定则熟练地判定安培力的方向,并会用它解答有 关问题. • 2、会用安培力公式F=BIL解答有关问题. 知道电流方向与磁场方向平 行时,电流受的安培力最小,等于零;电流方向与磁场方向垂直时, 电流受的安培力最大,等于BIL. • 3、了解磁电式电流表的内部构造的原理。 • (二)过程与方法 • 通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计 算。培养学生的间想像能力。 • (三)情感态度与价值观 • 使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一 种重要的科学方法.并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解,感 受物理知识之间的联系。 • 二、重点与难点: • 重点:安培力的方向确定和大小的计算。 • 难点:左手定则的运用(尤其是当电流和磁场不垂直时,左手定则如 何变通使用)。 • 三、教具:磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒 体。
高中物理选修313.4磁场对通电导线的作用力 课件 (共13张PPT)

【问题】(2)为什么电流表可测出电流的强 弱和方向?
磁场对电流的作用力和电流成正比,因而线圈中的电 流越大,安培力越大,线圈和指针偏转的角度就越大, 因此,根据指针偏转角度的大小,可以知道被测电流的 强弱。当线圈中的电流方向改变时,安培力的方向随着 改变,指针的偏转方向也随着改变,所以,根据指针的 偏转方向,可以知道被测电流的方向。
巩固迁移:
如图所示,一根长为L的细铝棒用两个倔强
系数为k的弹簧水平地悬吊在匀强磁场中,磁场方
向垂直于纸面向里,当棒中通以向右的电流I时,弹簧缩
短Δy;若通以向左的电流,也是大小等于I时,弹簧伸长
Δy,则磁感应强度B为___A____
A.kΔy/IL C.kIL/Δy
B.2kΔy/IL D.2IL/kΔy
【例1】如图所示,蹄形磁体用悬线悬于O点, 在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线, 当导线中通以由左向右的电流时,蹄形磁铁
的运动情况将是____C___。
A.静止不动 B.向纸外平动 C.N极向纸外,S极向纸内转动 D.N极向纸内,S极向纸外转动
【例2】将长度为20cm、通有0.1A电流的 直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场的 方向如图所示,已知磁感应强度为1T。试求: 下列各图中导线所受安培力的大小和方向。
请大家不妨根据上述分析方法,确定一下 当AB和CD两根导线中通过反向电流时,它们间 相互作用力的方向如何?
方法小结:分析通电导线在磁场中的 受力时,要先确定导线所在处的磁场方向, 然后根据左手定则确定通电导线的受力方 向。
11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信,人不欺我;对事以诚信,事无不成。 12、首先是教师品格的陶冶,行为的教育,然后才是专门知识和技能的训练。 13、在教师手里操着幼年人的命运,便操着民族和人类的命运。2021/11/72021/11/7November 7, 2021 14、孩子在快乐的时候,他学习任何东西都比较容易。 15、纪律是集体的面貌,集体的声音,集体的动作,集体的表情,集体的信念。 16、一个人所受的教育超过了自己的智力,这样的人才有学问。 17、好奇是儿童的原始本性,感知会使儿童心灵升华,为其为了探究事物藏下本源。2021年11月2021/11/72021/11/72021/11/711/7/2021 18、人自身有一种力量,用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量,一旦他这样做,就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2021/11/72021/11/7
人教版高中物理选修3-1:第三章 3.4通电导线在磁场中受到的力 课件1

环形电流可等效成小磁针,通电螺线管 等效法 可以等效成条形磁铁或多个环形电流, 反过来等效也成立。等效后再确定相互 作用情况 两平行直线电流在相互作用过程中,无 转动趋势,同向电流互相吸引,异向电 结论法 流互相排斥;两不平行的直线电流相互 作用时,有转到平行且电流方向相同的 趋势
定性分析磁体在电流磁场作用 下如何运动或运动趋势的问 转换研 题,可先分析电流在磁体磁场 究 中所受的安培力,然后由牛顿
对象法 第三定律,确定磁体所受电流 磁场的作用力,从而确定磁体 所受合力及运动方向。
检
1 、在垂直纸面向里的匀强磁场 B 中,有一个垂直 磁感线的环形线圈,通有顺时针电流I,如图所示, 则下列叙述中正确的是( ) AD A、环形线圈所受的磁力的合力为零 B、环形线圈所受的磁力的合力不为零 C、环形线圈有收缩的趋势 D、环形线圈有扩张的趋势
第三章:磁场
§3.4 磁场对通电导线的作用力
导
1.掌握用左手定则确定安培力的方向 2.掌握安培力的计算公式及求解方法。
思
安培力
1.概念:把通电导线在磁场中受的力称为安培力。 2.安培力的方向 左手定则:如图所示,伸开左手,使拇指与其余四个手
垂直 , 平面 内。 掌心 指______ 并且都与手掌在同一个_____ 让磁感线从_____ 拇指 所指的方向 电流 的方向,这时______ 进入,并使四指指向______
安培力的大小
1、大小:当导线方向与磁场方向垂直时,通电导 线在磁场中受到的安培力的大小,既与导线的长 度成正比,又与导线中的电流I成正比,即与I和L 的乘积成正比。 2、公式:F=BIL 条件:I⊥B,且为匀强磁场,此 时电流所受的安培力最大 3、实验表明,当导线方向与磁场方向一致时(即 I∥B),电流所受的安培力最小,等于零; 当导线方向与磁场方向 斜交时,所受安培力介于最 大值和最小值之间: F安=BILsinθ
3.4 通电导线在磁场中受到的力 课件-人教版高中物理选修3-1

两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用
同向电流相互吸引 反向电流相互排斥
分析: 同向电流
F
F
反向电流
F
F
安培力的大小 1、当电流与磁场方向垂直时: F = ILB (B⊥L)
S I
2、电流与磁场方向平行时,
磁场对电流的作用力为零
N
3.当电流与磁场方向夹角为θ时: 安培力的大小 B
把磁感应强度B分解为两个分量:
【课堂训练】
1.如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方 附近用绝缘线水平吊起通电直导线A,A与螺线管垂直,“×” 表示导线中电流的方向垂直于纸面向里。电键S闭合后,A受到 通电螺线管磁场的作用力
的方向是( C ) A.水平向左 B.水平向右
C.竖直向下 D.竖直向上
(2) 磁场对电流的作用力与电流成正比,因而线圈 中的电流越大,安培力产生的力矩也越大,线圈和指针 偏转的角度也越大,因而根据指针的偏转角度的大小, 可以知道被测电流的强弱,表盘的刻度均匀。
(3) 当线圈中的电流方向发生变化时,安培力的方 向也随之改变,指针的偏转方向也发生变化,所以根据 指针的偏转方向,可以知道被测电流的方向。
【例 2】 如图,等边三角形线框 LMN 由三根相同的 导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强
度方向垂直,线框顶点 M、N 与直流电源两端相接.已如导 体棒 MN 受到的安培力大小为 F,则线框 LMN 受到的安培
力的大小为( B )
A.2F B.1.5F C.0.5F D.0
F=BIL中的L为有效长度,当导线弯曲时,L是导线两端点 的连线长度
磁电式电表
[问题] 电流表中磁场分布有何特点呢? 电流表中磁铁与铁芯间是均匀辐向分布的.
高中物理选修3-1精品课件 3.4 通电导线在磁场中受到的力
一、安培力的方向
按照图示进行实验。 改变导线中电流的方向,观察受力方向是否改变。
I
F
B
I F
B
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.
θ
问题:若既不平行也不垂直呢? I
B 公式: F=ILBsinθ
θ
I
表示磁场方向与电流方向间的夹角,
此公式仅适用于匀强磁场.
思考感悟 通电导体如果是弯曲的,如何确定它的L呢?
提示:导体两端的连线即为L,称为有效长度.
二、对安培力大小计算公式的深刻理解 1.公式F=ILB中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时, F 最大,F=ILB;当B与I平行时,F=0. 2.弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直接的长度 (如图所示);相应的电流沿L由始端向末端.
最基本的是磁铁和线圈。
铁芯、线圈和指针是 一个整体可以转动。
问题:电流表中磁场分布有何特点呢? 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.
所谓均匀辐向分布,就是说所有磁感线的延长线都通 过铁芯的中心,不管线圈处于什么位置,线圈平面与磁 感线之间的夹角都是零度.
该磁场并非匀强磁场, 但在以铁芯为中心的 圆圈上,各点的磁感 应强度B的大小是相 等的.
例:如图所示直角三角形abc组成的导线框内通有电流I
=1A,处在方向竖直向下的匀强磁场B=2T中, ac=40cm,
求三角形框架各边所受的安培力。
a 30o
Fbc = 0 N
c
Fab = Fac = 0.69 N
高中物理选修3-1-磁场对通电导线的作用力
磁场对通电导线的作用力知识元安培力知识讲解1.安培力是磁场对电流的作用力,是一种性质力,其作用点可等效在导体的几何中心.2.安培力的大小(1)计算公式:F=BIL sinθ(2)对公式的理公式F=BIL sinθ可理解为F=B(sinθ)IL,此时B sinθ为B沿垂直I方向上的分量,也可理解为F=BI(L sinθ),此时L sinθ为L沿垂直B的方向上的投影长度,也叫“有效长度”,公式中的θ是B和I方向间的夹角.注意:①导线是弯曲的,此时公式F=BIL sinθ中的L并不是导线的总长度,而应是弯曲导线的“有效长度”.它等于连接导线两端点直线的长度(如图所示),相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端.②安培力公式一般用于匀强磁场.在非匀强磁场中很短的导体也可使用,此时B的大小和方向与导体所在处的B的大小和方向相同.若在非匀强磁场中,导体较长,可将导体分成若干小段,求出各段受到的磁场力,然后求合力.3.左手定则①用于判断通电直导线在磁场中的的受力方向②用于判断带电粒子在磁场中的的受力方向方法:伸开左手,使拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线穿入手心,并使四指指向电流的方向,大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向(书上定义),我在这里想说一点,是不是左手定则只可以判断受力方向,我的答案是非也,在判断力的方向时,是知二求一(知道电流方向与磁场方向求力的方向),所以也可以知道力与电流求磁场,或是知道力与磁场求电流。
4.安培力的方向在解决有关磁场对电流的作用的问题时,能否正确判断安培力的方向是解决问题的关键,在判定安培力的方向时要注意以下两点:(1)安培力的方向总是既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直,也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面.因此,在判断时首先确定磁场和电流所确定的平面,从而判断出安培力的方向在哪一条直线上,然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向.(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和磁场所决定的平面,所以仍可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.的方向被唯一确定;但若已知B(或I)、F 注意:若已知B、I方向,则由左手定则得F安的方向,由于B只要穿过手心即可,则I(或B)的方向不唯一、安简单概括磁场对电流的作用应用步骤:1.选择研究对象以及研究过程;2.在某瞬时对物体进行受力分析并应用牛顿第二定律;3.带入安培力公式和电学公式进行公式整理;4.求解,必要时对结果进行验证或讨论。
人教版高中物理选修1-1课件3.4磁场对通电导线的作用力
a
c
d
b
将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放 入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图所示, 已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线 所受安培力的大小和方向
B I
B I
BI
30 °
0
0.02N
0.02N
水平向右
垂直导线
斜向左上方
如图所示,直角三角形abc组成的导线框内通有 电流I=1A,并处在方向竖直向下的匀强磁场B= 2T中,AC=40cm,,求a三 3角0o形框架各边所受的安 培力。
Fbc 0N
Fab Fac 0.69 N
c
b
I
a
B
在图中,匀强磁场磁感应强度为B,有一段长L, 通有电流为I的直导线ab,电流方向从a到b,则 导线所受磁场力大小和方向如何?并将立体图改 画为平面图
B
B
b
α
z
b Oα
α
b ya
a
α
α x
a
BB
B α
F
B
α
F
F αy xB
F α
B
如图所示,在磁感应强度为1T的匀强磁场中, 有两根相同的弹簧,下面挂一条长为0.5m,质 量为0.1kg的金属棒MN,此时弹簧伸长10cm, 欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和 方向如何?
安培力方向既与电流方向垂直 F 又与磁场方向垂直,即垂直于电流 和磁场所在的平面
B
I
示意图
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;让磁感应线从 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
判定以下通电导线所受安培力的方向
高中物理选修3-1课件:3.4磁场对通电导线作用 (共14张PPT)
一、安培力的方向 探究:影响安培力方向的因素(装置如图)
1、改变导线中电流的方向,观察 受力方向是否改变。 2、上下交互磁场的位置以改变磁场 的方向,观察受力方向是否变化
I
B
θ
探究:通电直导线与磁场方向 不垂直的情况安培力的大小 把磁感应强度B分解为两个分量: B
一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ
B B2
1
θ
另一分量与导线平行 B2=Bcosθ I 平行于导线的分量B2不对通电导线产生作 用力,通电导线所受作用力仅由B1决定 即F=ILB1 将B1=Bsinθ代入得 F=ILBsinθ F 0 0o
☻ 在中学阶段,F=I L B sinθ仅适用于匀强磁场
90O
F IBL
例.将长度为20cm、通有0.1A电流的直导 线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如 图所示,已知磁感应强度为1T。试求出下列 各图中导线所受安培力的大小和方向
B
B
I I
30°
I
B
0
0.02N 水平向右
0.02N 垂直导线斜 向左上方
B B B
I I F
I B F I B I
30 °
α B F
α
B
I B I F α F
二、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等于磁感应强度 B、电流I和导线的长度L三者的乘积。 即: F=ILB (2)平行时:F=0 问题:如果既不平行也不垂直呢?