磁场对通电导体的作用力优秀课件
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第1节磁场对通电导线的作用力学习目标要求核心素养和关键能力1.通过实验探究安培力的方向与电流的方向、磁感应强度的方向之间的关系。
2.掌握安培力的公式F=IlB sin θ,并会进行有关计算。
3.了解磁电式电流表的构造及其工作原理。
1.科学思维掌握安培力作用下导体运动问题的分析方法,运用矢量合成思维对磁感应强度和安培力进行合成。
2.科学探究通过实验探究得到安培力的方向。
3.关键能力科学探究能力和空间思维能力。
一、安培力的方向1.安培力通电导线在磁场中受的力。
2.影响因素(1)磁场方向。
(2)电流方向。
(3)安培力方向与磁场方向、电流方向的关系:安培力F垂直于导线与磁感应强度决定的平面。
3.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;让磁感线从掌心垂直进入,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方向。
【判一判】(1)通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用。
(×)(2)判断电流的磁场方向用安培定则(右手螺旋定则),确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则。
(√)(3)通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向三者必须保持相互垂直。
(×)二、安培力的大小1.通电导线的方向跟磁场的方向垂直时,安培力最大,F=IlB。
2.通电导线的方向跟磁场的方向平行时,安培力最小,F=0。
3.通电导线的方向跟磁场的方向夹角为θ时,把磁感应强度B分解为与导线垂直的分量B⊥和与导线平行的分量B∥,如图所示。
则B⊥=B sin θ,B∥=B cos θ。
导线所受的安培力是B⊥产生的,F=IlB sin__θ。
【判一判】(1)若匀强磁场中磁感应强度为B=1 T,导线中的电流I=1 A,导线长度l=1 m,则安培力F=1 N。
( ×)(2)若通电导线在某处不受安培力,则该处磁感应强度一定为零。
(×)(3)若通电导线在某处受到的安培力不为零,则此处的磁感应强度一定不为零。
第三节、磁场对通电导体的作用一、安培力说明:既然通电导线能产生磁场,它本身也相当于一个磁体,那么通电导线在磁场中是否受到力的作用呢?我们通过实验来研究。
演示实验实验仪器:一条直导线、磁场、电源实验步骤:①将导线放入磁场中,使导线方向和磁场方向相垂直②给导线通电③观察导线运动状态实验现象:导线由静止运动起来实验结论:通电导体在磁场中受到力的作用说明:磁场对通电导线的作用力称为安培力说明:把一段通电直导线放在磁场里,当导线方向与磁场方向垂直时,它所受的安培力最大.当导线方向与磁场方向一致时,导线不受安培力.当导线方向与磁场方向斜交时,所受安培力介于最大值和0 之间。
我们只研究导线所受安培力最大的情形。
演示实验:实验仪器:三块相同的蹄形磁铁、一根直导线、直流电源、支架实验步骤:①保持电流大小不变,分别接通“2 、3 ”和“l 、4 ’可以改变导线通电部分的长度,观察摆角的变化实验现象:保持电流大小不变,长度越大,摆角越大实验结论:安培力跟长度的大小成正比②保特导线通电部分的长度不变,改变电流实验现象:保持长度大小不变,电流越大,摆角越大实验结论:安培力跟电流的大小成正比实验结论:安培力跟电流和长度的乘积成正比说明:用公式表示就是F = BIL ,式中B 是比例系数。
二、磁感应强度说明:对于不同的磁场,F = BIL都成立,但在强弱不同的磁场中,比例系数B 是不一样的。
B 反映了磁场的强弱,叫做磁感应强度。
即B=F/IL问:磁感应强度是什么性质的物理量?(磁感应强度是个矢量,它不仅有大小,还有方向。
小磁针的N 极在磁场中某点受力的方向,就是这点磁感应强度的方向。
过去所说的磁场的方向实际上就是磁感应强度的方向)问:磁感应强度的大小由谁决定?(由磁场本身的性质决定)问:磁感应强度的单位是什么?(特斯拉,简称特,符T )三、安培力的方向问:在前面的实验中,如果调换磁铁两极的位置而使磁场的方向改变,则导线受力的方向就相反。