磁场与回旋加速器优秀课件

安培力的大小
1.基本知识 (1)因素：通电导体在磁场中受到的安培力的大小，跟 导体的长度L 、导体中的电流I、 磁感应强度B都成正比． (2)公式：①F＝BIL②成立条件：电流方向与磁场方向 垂直．如果电流方向与磁场方向夹角为θ，则表达式为：F ＝ BILsin θ ，当导体中电流的方向与磁场方向平行时，θ ＝0，此时安培力 F＝0 .
2．思考判断 (1)当电流天平平衡时，安培力的大小等于钩码的重 力．(√) (2)使用电流天平，运用控制变量法可以证明安培力的 大小由电流I、磁感应强度B两个因素决定．(×) (3)导体中的电流不受安培力的作用，说明了磁感应强 度一定为零．(×)
3．探究交流 如图5－4－1，当通电导线与磁感线不垂直时，可用左 手定则判断安培力的方向吗？若电流与磁感线成θ角，则安 培力大小为多少？
磁场与回旋加速器优秀课件
●课标解读 1．观察探究安培力方向和安培力大小的实验，记录实验 现象并得出相关结论． 2．会用左手定则判断安培力的方向． 3．掌握安培力的表达式，会计算匀强磁场中安培力的大 小．
●教学地位 安培力的方向和大小是本节教学的重点，弄清安培力、 电流、磁感应强度三者方向的空间关系是本节的难点．学习 本节可以培养学生的实验探究能力和空间想像能力，本节内 容在高考中也有很重要的地位．
2．思考判断 (1)通电导线在磁场中一定受安培力作用．(×) (2)当通电直导线垂直于磁场方向时，安培力的方向和 磁场方向相同．(×) (3)当电流方向和磁场方向不垂直时，安培力方向与电 流方向也不垂直．(×)
3．探究交流 安培力的方向与通电导线方向、磁场的方向有什么关 系？
【提示】 安培力的方向与导线方向、磁场的方向都垂 直，或者说安培力的方向垂直于电流方向和磁场方向所确定 的平面．
图5－4－1
【提示】 可以把B分解为平行于电流和垂直于电流两 个方向，就能用左手定则判断安培力的方向，由此可确定安 培力的大小F＝BILsin θ.
安培力的方向和左手定则的应用 【问题导思】 1．安培力的方向由什么因素决定？ 2．磁场方向是否要和电流方向一定垂直？ 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．即安培力的方向垂直于电流跟磁场决定的平面，所 以判断安培力的方向时，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，再根据左手 定则判断安培力的具体方向．
【备选例题】(教师用书独具) 如图教5－4－2所示，两条导线相互垂直，但相隔一段
距离．其中AB固定，CD能自由活动，当直线电流按图示方 向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸内看)( )
A．顺时针方向转动同时靠近导线AB B．逆时针方向转动同时离开导线AB C．顺时针方向转动同时离开导线AB D．逆时一根柔软的弹簧悬挂起来，使 它的下端刚好跟槽中的水银接触．通电后，你预计会发生什 么现象？怎样解释这个现象？
图教 5－4－1
• ●教学流程设计
演示结束
安培力的方向 1.基本知识 (1)安培力： 通电导线 在磁场中受的力． (2)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个平面内；让磁感线穿入手心 ，并 使四指指向 电流 的方向，这时 大拇指所指 的方向就是通电 导线在磁场中所受安培力的方向． (3)安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B， F⊥I，即F垂直于 电流的磁场 所决定的平面．
方法二：等效分析法 把线圈L1等效为小磁针，该小磁针刚好处于环形电流I2 的中心，通电后，小磁针的N极应指向该点环形电流I2的磁 场方向，由安培定则知L2产生的磁场方向在其中心竖直向 上，而L1等效成小磁针后转动前，N极应指向纸内，因此应 由向纸内转为向上，所以从左向右看，线圈L1顺时针转动．
方法三：利用结论法 环形电流I1、I2之间不平行，则必有相对转动，直到两 环形电流同向平行为止，据此可得L1的转动方向应是从左向 右看线圈L1顺时针转动． 【答案】 B
图教5－4－2
【解析】 据电流元分析法，把电流CD等效成CO、 OD两段电流．由安培定则画出CO、OD所在位置由AB电流 所产生的磁场，由左手定则可判断CO、OD受力如图甲所 示，可见导线CD逆时针转动．
甲
乙
由特殊位置分析法，让CD逆时针转动90°，如图乙，并 画出CD此时位置，AB电流的磁感线分布，据左手定则可判 断CD受力垂直于纸面向里，可见CD靠近AB，故D选项正 确．
1．一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有 电流，方向如下图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线 状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向 外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是
()
【解析】 A图中I与B平行应不受安培力，故A错误， 由左手定则知B、C错误，D正确．
【答案】 D
2．电流方向和磁场方向间没有因果关系，这两个方向 的关系是不确定的．这两个方向共同决定了安培力的方向， 所以，已知电流方向和磁场方向时，安培力的方向是唯一确 定的，但已知安培力和磁场方向时，电流方向不确定．
3．与磁场力相比，电场力是纵向力，其方向总是与电 场方向平行，而磁场力是横向力，其方向总是与磁场方向垂 直．
(2012·福州三中高二检测)一个可以自由运动的
线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈 的圆心重合．当两线圈通以如图5－4－2所示的电流时，从
左向右看，则线圈L1将( )
A．不动
B．顺时针转动
C．逆时针转动
D．向纸面内平动
图5－4－2
【审题指导】 (1)L2固定，可以认为L2产生了磁场，通 电导线L1在L2的磁场中受安培力而转动．
(2)本题可以采用多种不同的方法来判断． 【解析】 方法一：直线电流元分析法 把线圈L1沿转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看 成无数直线电流元，电流元处在L2产生的磁场中，据安培定 则可知各电流元所在处磁场向上．由左手定则可得，上部电 流元所受安培力均指向纸外，下部电流元所受安培力均指向 纸内，因此从左向右看线圈L1顺时针转动．