人教高中物理选修3-1同步导学课件:第3章 磁场 4 .ppt
45页1、物 理 选修3 1 人教版 第三章 磁场场 4 通电导线在磁场中受到的力 掌握用左手定则确定安培力的方向 掌握安培力的计算公式及求解方法 了解磁电式电表的结构和工作原理 1 课课前预习预习 2 课课内探究 3 素养提升 4 课课堂达标标 5 课时课时 作业业 课课 前 预预 习习 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 四个手指 并且都与手掌在同一个 内 让磁感线从 进入 并使四 指指向 的方向 这时 所指的方 向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向 安培力 垂直 平面掌心 电流拇指 3 安培力的大小 1 公式 F 为磁感应强度与通电导线之间的夹角 2 说明 A 当通电导线与磁感线垂直时 即电流方向与磁感线垂直时 所受的安培力最大 F B 当通电导线与磁感线平行时 所受安培力 BILsin BIL 为零 1 构造 磁铁 螺旋弹簧 指针 极靴 2 原理 通电线圈在磁场中受到安培力而偏转 1 线圈 越大 被测电流就越大 2 根据 的方向 可以知道被测电流的方向 磁电式电流表 线圈 偏转的角度 线圈偏转 3 特点两极间的极靴
2、和极靴中间的铁质圆柱 使极靴与圆柱间的磁场都 沿 方向 保持线圈转动时 安培力的大小不受磁场影响 线圈所受 安培力的方向始终与线圈平面垂直 线圈平面都与磁场方向 表盘 刻度均匀 如图所示 4 优 缺点 优点是 高 能测出很弱的电流 缺点是线圈的 允许通过的电流很弱 半径 平行 灵敏度 导线很细 判一判 1 通电导线所受安培力的方向与磁场的方向相同 2 通电导线所受安培力的方向与磁场的方向垂直 3 通电导线所受安培力的方向与直线电流的方向垂直 4 不通电的导线在磁场中一定不受安培力 5 通电的导线在磁场中一定受安培力 6 对处于匀强磁场中的某段导线而言 所通电流越大 所受安培力越大 选一选 2018 山东济南外国语学校 济南一中等四校高二上学期期末 2017年1月 25日 在中央电视台CCTV10频道播出的节目中 海军电力工程专家马伟明院 士表示 正在研制设计中的国产003型航母采用电磁弹射已成定局 电磁弹射就 是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动 电磁炮就是利用电磁弹射工 作的 电磁炮的原理如图所示 则炮弹导体滑块受到的安培力的方向是 A 竖直向上 B 竖直向下 C 水平向左 D
3、 水平向右 解析 由左手定则可知 炮弹导体滑块受到的安培力的方向是水平向左 故选C C 想一想 把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来 使它下端刚 好跟杯中的水银面接触 并使它组成如图所示的电路 当开 关S接通后将会看到什么现象 答案 弹簧上下跳动 解析 通电后 弹簧的每一个圈都相当一个环形电流 且各线圈都通以相 同方向的电流 根据同向电流相互吸引 弹簧收缩 下端脱离水银面 使电路 断开 电路断开后 弹簧中的电流消失 磁场作用失去 弹簧在弹力和自身重 力作用下下落 于是电路又接通 弹簧又收缩 如此周而复始 形成弹簧上 下跳动 课课 内 探 究 如图所示 我们日常生活中用的照明电流是频率为50Hz 电 压为220V的交变电流 其大小和方向都在周期性变化 用一蹄形磁铁 慢慢地接近发光的白炽灯泡 可以看到灯丝颤抖起来 灯丝的 颤抖 说明什么道理呢 提示 电流方向变化时 安培力的方向随着变化 所以灯丝发 生 颤抖 探究一 安培力的方向 1 安培力方向的判断 1 F B F I 即F垂直于B I决定的平面 2 当电流方向与磁场方向不垂直时 安培力的方向仍垂直于电流与磁场 所决定的平面 所以仍可用左手
4、定则来判断安培力的方向 只是磁感线不是垂 直进入掌心 3 注意区别安培力的方向和电场力的方向与磁场 电场的方向的关系 安培力的方向总是与磁场的方向垂直 而电场力的方向与电场的方向平行 特别提醒 1 F I F B 但B与I不一定垂直 2 若已知B I方向 F方向惟一确定 但若已知B 或I F方向 I 或B 方向不惟一 解题指导 解答此类题目时应注意以下两点 1 安培力总是垂直于磁场方向和电流方向所确定的平面 2 I B方向不垂直时 让磁感线斜着穿过掌心 解析 A B C D E F G中电流方向均与磁场方向垂直 而H中 电流方向与磁场方向不垂直 由左手定则判断如图 答案 见解析 对点训练1 画出图中通电直导线A受到的安培力的方向 答案 根据磁场对电流会产生作用力的原理 人们研制出一种新型的发射炮弹 的装置 电磁炮 电磁炮的炮弹动力摒弃传统的火药 采用电磁力 它由两条 平行的长直导轨组成 导轨间放置一质量较小的滑块作为弹丸 当两轨接入电 源时 强大的电流从一导轨流入 经滑块从另一导轨流回时 在两导轨平面间 产生强磁场 通电流的滑块在安培力的作用下 弹丸会以很大的速度射出 弹 丸体积虽小
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