高中物理课件安培力-PPT.ppt

第三节 探究安培力一、探究安培力的方向问题问题1 1：安培力的方向与哪些因素有关：安培力的方向与哪些因素有关？电流的方向电流的方向磁场的方向磁场的方向一、安培力的方向问题问题2 2：怎样直观地判断安培力的方向：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、安培力的方向问题问题3 3：实验时：实验时 ，如何改变电流和磁场的方向，如何改变电流和磁场的方向 I II II II I一、安培力的方向一、安培力的方向实验次数磁场方向电流方向 安培力的方向图1向下垂直于纸面向外2垂直于纸面向里3向上垂直于纸面向里4垂直于纸面向外结论结论：安培力方向既与磁场方向垂直：安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直。，也与电流方向垂直。I II II II I水平向右水平向右水平向左水平向左水平向右水平向右水平向左水平向左FFFFI II II II IIII一、安培力的方向左手定则左手定则磁场对导线磁场对导线作用力为零作用力为零【习题1】画出图中直导线受到的安培力方向画出图中直导线受到的安培力方向【注意】不管电流方向与磁场方向是否垂直【注意】不管电流方向与磁场方向是否垂直【注意】不管电流方向与磁场方向是否垂直【注意】不管电流方向与磁场方向是否垂直 ，安培力的，安培力的，安培力的，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方向总是垂直于电流方向与磁场方向所确定的平面方向总是垂直于电流方向与磁场方向所确定的平面方向总是垂直于电流方向与磁场方向所确定的平面 ，即，即，即，即总有总有总有总有F FI I和和和和F FB B【习题2】下面的各图显示了磁场对通电直导线的作用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（），其中正确的是（）单选题单选题单选题单选题【答案】【答案】【答案】【答案】C C【习题2】把一小段通电直导线放入磁场中把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，导线受到安培力的作用，关于，关于安培力的方向安培力的方向，下列说法正确的是（，下列说法正确的是（）A.安培力的方向一定跟磁场方向相同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，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，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，也一定跟磁场方向垂直【分析】【分析】【分析】【分析】总有总有FI和和FB单选题单选题单选题单选题【答案】【答案】【答案】【答案】D D【习题3】如下图，请解释：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；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【实验方法实验方法】控制变量法控制变量法猜想猜想 ：安培力的大小与哪些因素有关：安培力的大小与哪些因素有关？二、安培力的大小电流的大小电流的大小通电导线的长度通电导线的长度磁场的强弱磁场的强弱磁场方向与电流方向关系磁场方向与电流方向关系1 1、当通电导线方向与磁场方向、当通电导线方向与磁场方向平行平行时时 ，通，通电导线所受的安培力的大小为电导线所受的安培力的大小为_二、安培力的大小零零实验实验1 1 ：当通电导线长度一定时：当通电导线长度一定时 ，安培力与电流的关系，安培力与电流的关系？2 2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下 ：二、安培力的大小安培力大小与电流有关实验实验2 2：当电流一定时：当电流一定时 ，安培力与通电导线长度的关系，安培力与通电导线长度的关系？2 2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下 ：二、安培力的大小安培力大小与通电导线长度有关【实验结论实验结论】2 2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下 ：结论结论：通电导线在同一磁场中：通电导线在同一磁场中受到的安培力大小与导线长受到的安培力大小与导线长度和电流的有关度和电流的有关FILFIL二、安培力的大小精准实验表明精准实验表明：同一磁场中同一磁场中，不管电流，不管电流I和导线长度和导线长度L怎样变化怎样变化，比值，比值F/IL总是总是确定的；确定的；不同的磁场中不同的磁场中，比值，比值F/IL一般是不同的；一般是不同的；2 2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下 ：二、安培力的大小反映磁场的强弱反映磁场的强弱由磁场本身决定由磁场本身决定同一磁场中同一磁场中，不管电流，不管电流I和导线长度和导线长度L怎样变化怎样变化，比值，比值F/IL总是确定的；总是确定的；不同的磁场中不同的磁场中，比值，比值F/IL一般是不同的；一般是不同的；比值 定义定义 ：物理学规定：物理学规定 ，通电导线与磁场方向垂，通电导线与磁场方向垂直时直时 ，通电导线所受的安培力，通电导线所受的安培力F F与跟电流与跟电流I I和导和导线长度线长度L L的乘积的乘积IL IL的比值。的比值。（用（用B B表示）表示）（比值定义）（比值定义）磁感应强度定义式定义式 ：单位单位 ：特斯拉：特斯拉 ，简称特，简称特 ，符号，符号T T，1T=1N/Am1T=1N/Am性质性质 ：由磁场本身决定；矢量：由磁场本身决定；矢量 ，方向与磁场，方向与磁场的方向相同。的方向相同。物理意义物理意义 ：描述磁场强弱和方向的物理量。：描述磁场强弱和方向的物理量。磁感应强度磁感应强度磁感应强度与磁感线的关系：磁感线上某点的切线方向即为该处的磁感应强度方向；磁感线的疏密表示磁感应强度的强弱；【习题1】关于磁感应强度，下列说法正确的是（）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单选题单选题单选题单选题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强度是多大？【习题2】定义定义 ：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场区域；区域；思考思考 ：什么叫匀强磁场：什么叫匀强磁场？磁感应强度磁感线分布磁感线分布 ：间隔均匀、彼此平行的直线；：间隔均匀、彼此平行的直线；FF FB BI IL L 二、安培力大小由由 B=F/IL B=F/IL 得得 F F=B BIL IL 在匀强磁场中在匀强磁场中 ，通电直导线与磁场方向垂直的情况下，通电直导线与磁场方向垂直的情况下思考思考 ：当当B B与与I I不垂直不垂直 ，F=F=？B B FF FB BI IL Lsinsin 0 0 二、安培力大小二、安培力大小安培力的表达式：（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夹角为时，F=BILsin二、安培力大小安培力的表达式：公式适用于导体所在范围内公式适用于导体所在范围内B B是一个恒量是一个恒量为电流方向与磁场方向之间的夹角为电流方向与磁场方向之间的夹角注意注意注意注意 ：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；xxxxxxxxxI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；xxxxxxxxxI60LL指的是指的是“有效长度有效长度”，对于弯曲导线的有效长度，对于弯曲导线的有效长度L L，应等效于连接两端点直线的长度应等效于连接两端点直线的长度 ，相应的电流方向应沿，相应的电流方向应沿等效长度等效长度L L由始端流向末端由始端流向末端L指的是“有效长度”【习题1】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，求：（1）电流方向与磁感应强度方向互相垂直时，通电直导线受到的安培力大小为多少？（2）电流方向与磁感应强度方向夹角为60时，通电直导线受到的安培力大小为多少？（3）电流方向与磁感应强度方向平行时，通电直导线受到的安培力大小为多少？【习题2】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（）A.0.4N B.0.2NC.0.3N D.0答案：BD双选题双选题双选题双选题【习题3】电磁炮是一种兵器，原理如图，装置可以把质量为20g的弹体（包括金属杆EF的）的质量发射出去。若轨道宽2m，电流为10A，磁感应强度为1T，经过t=0.5s的加速，问弹体射出的速度是多少？EF探究安培力小结安培力方向左手定则磁场的定量描述磁感应强度大小F=BILsin