物理选修鲁科版磁场中的通电导线PPT课件

磁感应强度的定义式：B＝FIl 注意：B 与 F、I、l 无关，只由磁场本身的性质决定．
电流间的相互作用：同向电流相互 吸引、异向电流相互排斥 ． 二、会动的线圈 处在磁场中的线圈通电后，受到磁场力 的作用，从而发生转动． 如图 3-1-2 所示，当线圈平面和磁场方向平行时，线圈的 ab 边受 到的磁场力为 F1，线圈的 cd 边受到的磁场力为 F2，线圈在磁场 力作用下发生 转动 ．
图3-1-4
特别提醒 (1)公式 F＝ILBsin θ 中 θ 是 B 和 I 方向的夹角，不 能盲目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析． (2)公式 F＝IBLsin θ 中的 Lsin θ 也可以理解为垂直于磁场方向 的“有效长度”． (3)用公式计算安培力仅适用于电流处于匀强磁场中．
图3-1-2
三、揭开电动机旋转的奥秘 原理：电动机就是利用安培力来工作的． 结构：电动机的主要构成有两部分：转子和 定子． 分类：电动机分直流电动机和交流电动机两类。大功率的电
动机一般是交流电动机． 应用：电动机广泛应用于生产和生活中．在家用电器中，录
音机、电冰箱、电脑、抽油烟机、洗衣机、电风扇等等，都要 用到电动机．
一、安培力大小的计算 电流与磁场垂直
(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. (2)弯曲导线的有效长度 L，等于连接两端点直线的长度(如图 3-1-3 所示)；相应的电流沿 L 由始端流向末端．
图3-1-3
电流与磁场不垂直 (1)若磁场和电流成 θ 角，如图 3-1-4 所示． 可以将磁感应强度 B 正交分解成 B⊥＝Bsin θ 和 B∥＝Bcos θ， 而 B∥对电流是没有作用的． F＝ILB⊥＝ILBsin θ，即 F＝ILBsin θ. (2)当 θ＝0°时，F＝0，此时表明通电导线与磁场平行，导线不 受安培力．
图3-1-1
定义：.通电导线在磁场受到的力． 安培力的大小 当通电导线垂直磁场方向放置时，所受安培力的大小为 F＝BIl . 安培力的方向 (1)判定方法：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且 都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过 手心，并使伸开的四指指向电流 的方向；那么，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． (2)安培力方向的特点：F⊥B，F⊥I，即 F 垂直 于 B 和 I 决定 的平面．(注意：B 和 I 可以有任意夹角)
磁感应强度 B 与电场强度 E 对比如下表：
磁感应强度 B
电场强度 E
物理
描述磁场的
描述电场的
不 意义
强弱及方向
强弱及方向
同 定义式
点
单位
B＝IFL 1 T＝1AN·m
E＝Fq 1 V/m＝1 N/C
都场自身决定，与所受力大小无关
三、通电导线在安培力作用下的运动分析 判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向的几种方
第1节 磁场中的通电导线
1．会计算通电导体在磁场中所受安培力的大小． 2．学会用左手定则判断安培力的方向． 3．了解电动机的构造及工作原理． 4．熟练掌握磁感应强度的定义及其物理意义．
一、会动的导线 实验：如图 3-1-1 所示，把一根直导线放在一个蹄形磁铁里，
使导线跟磁场方向垂直，当给导线通电时： (1)现象：通电导线朝一个方向摆动 ． (2)结论：磁场对通电导线有 力 的作用． (3)研究方法：控制变量法．
法 (1)电流元分析法：把整段电流分成很多小段直线电流，其中每 一小段就是一个电流元．先用左手定则判断出每小段电流元受 到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而 确定导线的运动方向．
(2)特殊位置分析法：根据通电导线在特殊位置所受安培力的方 向，判断其运动方向，然后推广到一般位置． (3)等效分析法：环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效 为条形磁铁，其南、北极由安培定则判定．
解析 磁感应强度 B＝IFL只是一个量度式，而不是一个决定式， 磁感应强度 B 是由磁场本身决定的，与有无导体放入其中无关．另 外，当导线平行于磁场方向放入时，通电导体所受到的安培力为 零，而此处的 B≠0，C 项忽略了这一点，因而是错误的． 答案 D 借题发挥 磁感应强度是矢量，它的方向是小磁针静止时 N 极所 指的方向，而不是安培力的方向，磁感应强度是由磁场本身的性 质来决定的，与是否在磁场中放入通电直导线以及电流大小、导 线长度、安培力的大小无关．在磁场中某一点的磁感应强度的大 小和方向是唯一的．
分析通电导线在安培力作用下运动情况的一般步骤 (1)画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况； (2)用左手定则确定各段通电导线所受安培力； (3)据初速度方向结合牛顿运动定律确定导线的运动情况．
特别提醒 (1)在 F、I、B 三个物理量中，F 与 I、F 与 B 一定 垂直，但 B 与 I 不一定垂直． (2)判断通电线圈在磁场中的转动情况，应找准具有对称关系的 特殊位置的电流元．
二、对磁感应强度的理解 与电场强度一样，磁感应强度是描述磁场力的性质的物理
量．磁感应强度 B 的国际单位是特斯拉，符号是 T,1 T＝1 N/(A·m)． 磁感应强度 B 是矢量，其方向就是该处的磁场方向．
磁感应强度的理解：磁感应强度的定义式 B＝IFL只 有在通电导线和磁场方向垂直时才有意义．磁感应强度由磁场 本身决定，不能认为 B 与 F 成正比，与 IL 成反比．
磁感应强度的理解
【典例 1】 关于磁感应强度，下列说法中正确的是( )． A．由 B＝IFL可知，B 与 F 成正比、与 IL 成反比 B．通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果 将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零 C．通电导线所受安培力不为零的地方一定存在磁场，通电导 线不受安培力的地方一定不存在磁场 D．磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定，其大小和方 向是唯一确定的，与通电导线无关
【变式 1】 有关磁感应强度的下列说法中，正确的是( )． A．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量 B．若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用下，则该点 的磁感应强度一定为零 C．若有一小段长为 L，通以电流为 I 的导体，在磁场中某处受 到的磁场力为 F，则该处磁感应强度的大小一定是IFL D．由定义式 B＝IFL可知，电流 I 越大，导线 L 越长，某点的 磁感应强度就越小 答案 A