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鲁科版高中物理选修3-1 6.1探究磁场对电流的作用 名师公开课优质课件(20张)

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《探究磁场对电流的作用》课件2

《探究磁场对电流的作用》课件2

6-1-4
课堂讲义
3. 公式中θ是B和I方向的夹角，当θ=90°时sin θ=1，公式 变为F＝ILB
4. 公式中Bsin θ可以理解为磁感应强度B在垂直L方向的分量，
Lsin θ也可以理解为L在垂直于磁场方向的“有效长度”．
课堂讲义
【例2】长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向 与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所 受安培力的大小计算正确的是 （ A ） F F
的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒
恰பைடு நூலகம்静止．求： (1)匀强磁场磁感应强度的大小； (2)ab棒对导轨压力的大小．(g＝10 m/s2)
借题发挥 有些同学在处理此 类问题时常常感到比较困难， 原因是空间观念不强，对磁场 方向、电流方向、安培力方向 的关系分辨不清，这时可由立 体图画出正视图、侧视图或俯 视图，则三者之间的关系就一 目了然了．例如本题画出侧视 图，不但磁感应强度、电流、 安培力三者方向关系确定了， 安培力、重力、支持力的关系 也清楚了．
mgtan 60° 0.3×10× 3 B＝ ＝ T＝1.73 T. IL 3×1
(2)对导轨的压力大小为： 0.3×10 mg FN′＝FN＝ ＝ N＝6 N. cos 60° 1 2
课堂讲义
【例4】 如图3-4-11所示，在与水平方向
夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，
在相距1 m的平行导轨上放一质量为m＝ 0.3 kg的金属棒ab，通以从b→a，I＝3 A
2．判定安培力的方向应注意的问题
(1)安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂 直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定 的平面．
课堂讲义

高中物理鲁科版选修3-1课件：第6章-第1节 探究磁场对电流的作用

高中物理鲁科版选修3-1课件：第6章-第1节 探究磁场对电流的作用

[再判断] 1．电流计在线圈转动的范围内，各处的磁感应强度相同．(×) 2．电流计在线圈转动的范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而 与所处位置无关．(√)
[后思考] 用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是否都受到安培力的作 用？
【提示】 不是．通电线圈的左右两边与磁场方向垂直，受到安培力的作 用；通电线圈的内外两边始终与磁场方向平行，不受安培力的作用．
[合作探讨] 在现代生活中，我们的身边充满着电器：洗衣机、电冰箱、录音机、吹风 机等．
图 6-1-7
探讨 1：你知道这些电器工作时共同的特点是什么？ 【提示】 都使用电动机． 探讨 2： 电动机的工作原理是什么？ 【提示】 电动机的原理是通电线圈在磁场中受安培力作用旋转，从而起 到了电动的作用．
【答案】 C
5．(多选)要想提高磁电式电流计的灵敏度，可采用的办法有( ) A．增加线圈匝数 B．增加永久磁铁的磁感应强度 C．减少转轴处摩擦 D．减小线圈面积
【解析】 当给电流计通入电流 I 时，通电线圈就在磁力矩作用下转动，同 时螺旋形弹簧就产生一个反抗力矩，二力矩平衡时，电流表的指针就停在某一 位置．于是有 nBIS＝kθ，所以 θ＝nSkBI；可见，电流计灵敏度(单位电流引起的 偏转角)随着线圈匝数 n、线圈面积 S 及磁感应强度 B 的增大而提高，随着螺旋 弹簧扭转系数 k(即转过 1°所需外力矩的大小)的增大而降低．另外，减少摩擦也 有利于灵敏度的提高．
【答案】 A：IlBcos α B：IlB C： 2IlB D：2IRB E：0
3．一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 6-1-5 所示的电流时，从左向右看，线圈 L1 将( )

磁场对电流的作用鲁科版课件

磁场对电流的作用鲁科版课件
洛伦兹力的方向
洛伦兹力的方向与粒子的运动方向和磁感应强度的方向有关，遵循左手定则。
磁场对电流的影响
磁场对电流的导电作用
磁场对电流的趋肤效应
磁场可以影响电流的导电过程，改变 电流的电阻值。
磁场可以使电流在导体表面集中，形 成电流密度增大的现象，称为趋肤效 应。
磁场对电流的磁滞效应
当电流在磁场中流动时，电流的路径 会受到磁场的磁滞效应影响，产生曲 折。
磁场对电流的作用鲁科版课件
$number {01}
目录
• 磁场的基本概念 • 电流的基本概念 • 磁场对电流的作用 • 磁场对电流作用的实例 • 磁场对电流作用的应用前景
01
磁场的基本概念
磁场的定义
总结词
磁场是一种物理场，它是由磁体或电流产生的，对处于其中的磁体或电流产生 作用力。
详细描述
磁场是由磁体或电流产生的，它存在于磁体周围的空间中，对处于其中的磁体 或电流产生作用力。这个作用力是磁场的基本特性，也是磁场存在的原因。
2
安培力的大小与电流的大小和磁感应强度的大小成正比，与
电流和磁感应强度之间的夹角有关。
安培力的方向
安培力的方向与电流的方向和磁感应强度的方向有关，遵循 左手定则。
洛伦兹力
洛伦兹力
当带电粒子在磁场中运动时，粒子会受到一个与磁场方向和粒子运动方向都垂直的力，这个力被 称为洛伦兹力。
洛伦兹力的大小
洛伦兹力的大小与粒子的电荷量、速度和磁感应强度的大小成正比。
电磁继电器利用磁场对电 流的作用力，控制电路的 通断，实现自动控制。
电磁铁门锁
电磁铁门锁利用磁场对电 流的作用力，实现门锁的 开启和关闭。
电磁铁起重机
电磁铁起重机利用磁场对 电流的作用力，实现重物 的吸附和释放。

鲁科选修31物理6.1探究磁场对电流的作用 课件 (共27张PPT)

鲁科选修31物理6.1探究磁场对电流的作用 课件 (共27张PPT)

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受力方向
改变 改变 不变
实验分解:
N
F
I
F
I
B
S
观察：电流方向、磁场方向、导线所受电场
力方向三者之间的关系：
由F I、F B
F 面IB
可用左手定则来判断电场力方向：
一.磁场对电流的力的作用（安培力）
• 1。安培力方向。 • 判定方法：左手定则。
左手定则
磁感线穿过
安培力
左手定则判断安培力的方向
练习： 相关练习：顶尖P66
下图中表示通电直导线在磁场中的受力情况， 请标出电流方向或磁场力方向。
B
B
F
F
F
B
×
B
F=0 B
F
第一节 探究磁场对电流的作用
• 二。磁场对电流的力的作用（安培力） • 探究2，安培力的大小 • 大小与什么因素有关？ • 初步猜测： • 大小与磁场强弱，电流大小，在磁场中的
• I与磁感线的夹角a越小，安培力F越小（a为锐角）
• 在非匀强磁场，上述公式可近似用于很短的一段通电导线。
再看下面三种情况,分析它们有什么特点:
• 1.B与I垂 直:
• F=BIL

高中物理《探究磁场对电流的作用》优质教学课件

高中物理《探究磁场对电流的作用》优质教学课件
鲁科版 选修 3—1
探究磁场对电流的作用
在课本 112 页奥斯特实验中 我 们知道了电流对磁体有力 的 作用，反过来，磁体对电 流 有无力的作用呢？
探究磁场对电流 的 作用
►我 们 把 磁 场 对 放 于其中的通 电导 线的作用 力叫做安培力．
安培
（ 1775 ～ 1836 年 ）
探究一：安培力方 向
任务三：保持磁场强弱和电流强度不变，研究 安培力大小与导线长度间的关系。
安培力大小：
1. 当电流与磁场方向垂直时：
F = BIL
2. 当电流与磁场方向平行时：
F =0
3 、当电流方向与磁场方向夹角为 θ 时 ：
B1
B2
F = BILsinθ
报效祖国
保家卫 国
猜猜看，安培力的方向与哪些因素 有 关？
Ä
甲
Ä
丙
·
乙
·
丁
安培力的方向判定— — 左手定则
伸开左手，让拇指与 其余四指垂直，并与 手掌在同一平面内， 让磁感线垂直穿过手 心，四指指向电流， 大拇指所指的方向即 为安培力方向。
主视 图
B I
侧视 图B
I
F
安培力方向垂直纸面向 外
俯视 图
B I
F
例 1：
请标出下图中安培力方向或电流方向。
B
F
B
通电导线所受到的安培力与什么因素有关？
1. 磁场强弱程度 2. 电流的大小 3. 通电导线长度
探究：安培力大 小
探究过程：
用控制变量法完成三个探究任务：
任务一：保持电流强度和导线长度不变，研究 安培力大小与磁场强弱间的关系。
任务二：保持磁场强弱和导线长度不变，研究 安培力大小与电流强度间的关系。

磁场对电流的作用鲁科版课件

磁场对电流的作用鲁科版课件
电磁铁在医疗领域的应用
电磁铁在医疗领域中也有着广泛的应用，如核磁共振成像、电磁波治疗 等。它可以用于检测病变、治疗疾病等方面，为医疗事业的发展做出了 重要的贡献。
电磁感应的应用
交流电的产生 交流电是由磁场的变化产生的，通过使用电磁感应的原理， 可以将机械能转化为电能，实现交流电的产生。
变压器的应用 变压器是利用电磁感应的原理实现电压变换的装置。通过 使用变压器，可以实现高压输电和低压用电的转换，满足 不同设备的用电需求。
磁场具有穿透性
磁场能够穿过某些物质， 如铜、铝等非磁性物质。
电流在磁场中的受力情况
安培力
安培力是磁场对电流的作用力，大小与电流和磁感应强度的乘积成正比，方向垂 直于电流和磁感应强度的向量。
安培力在直流电机、发电机和变压器等电气设备中有着广泛的应用，是实现电能 和机械能转换的关键因素。
洛伦兹力
洛伦兹力是磁场对带电粒子的作用力，大小与带电粒子的电 荷量和速度的乘积成正比，方向垂直于速度和磁感应强度的 向量。
洛伦兹力实验
总结词
洛伦兹力实验是研究带电粒子在磁场中运动 的实验，通过观察带电粒子在磁场中的偏转 现象，可以验证磁场对电流的作用。
详细描述
在洛伦兹力实验中，将带电粒子射入磁场， 观察到粒子受到力的作用而发生偏转。这一 现象表明磁场对带电粒子施加了作用力，即 洛伦兹力。实验中需注意粒子速度、磁场强 度以及粒子荷质比等因素对洛伦兹力大小和
感应加热的应用 感应加热是利用电磁感应的原理实现物体加热的装置。通 过使用感应加热，可以实现快速、高效、均匀的加热，广 泛应用于金属热处理、熔炼等领域。
磁记录技术的应用
硬盘存储
硬盘存储是利用磁记录技术实现 的存储设备。通过使用磁记录技 术，可以将大量数据存储在硬盘 中，实现数据的长期保存和快速

鲁科版物理选修3-1第6章第2节 磁场对运动电荷的作用课件


导体所受安培力 F＝ BIl 导体中的电流 I＝ nqSv 导体中的自由电荷总数 N＝ nSl 由以上各式可推得，每个电荷所受洛伦兹力的大小为 F′＝NF ＝ qvB 。 (4)当运动电荷速度 v 与磁感应强度 B 的方向的夹角为 θ 时，洛 伦兹力的大小为 F＝ qBv sin θ 。
3．洛伦兹力的方向判定——左手定则 伸开左手，拇指与其余四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线 垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就 是正电荷所受洛伦兹力的方向。
[解析] 未加磁场时，根据动能定理，有 mgh－Wf＝12mv21－0。 加磁场后，多了洛伦兹力，方向垂直斜面向下，如图所示，洛伦 兹力不做功，但正压力变大，摩擦力变大，Wf＜Wf′，根据动能定理， 有 mgh－Wf′＝12mv22－0，所以 v2＜v1。 [答案] 大于
洛伦兹力对带电体影响问题的分析思路 (1)确定带电体的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合。 (2)灵活选择不同的运动规律。 ①当带电体在复合场中做匀速直线运动时，带电体受力必然平 衡，由平衡条件列方程求解。 ②对于临界问题，注意挖掘隐含条件。
[跟进训练] 3．(多选)如图所示，一个带负电的油滴以水平向右的速度 v 进入 一个方向垂直纸面向外的匀强磁场 B 后，保持原速度做匀速直线运 动，如果使匀强磁场发生变化，则下列判断中正确的是( ) A．磁场 B 减小，油滴动能增加 B．磁场 B 增大，油滴机械能不变 C．使磁场方向反向，油滴动能减小 D．使磁场方向反向后再减小，油滴重力势能减小
A．平行纸面向上偏转 C．垂直纸面向内偏转
B．平行纸面向下偏转 D．垂直纸面向外偏转
D [电子流受到洛伦兹力作用发生偏转，电子流带负电，应用左 手定则判断洛伦兹力时，四指应指向电子流运动的反方向，磁感线穿 过掌心，则拇指垂直于纸面向外，故电子流垂直纸面向外偏转，选项 D 正确。]

高中物理第6章磁场对电流和运动电荷的作用6.1探究磁场对电流的作用课件鲁科版选修3_1


【探究2】控制 B、L不变时，改变I的大小与 方向，探究 I 的大小与方向对安培力的影响。
【探究3】控制 B、I 不变时，改变长度L，探 究 L 对安培力的影响。
进 行
实 验
收集实验数据
条件
1 2 控制I、L大小不变 控制B、L大小不变 B越强 I越大
结果
F越大 F越大 F越大
3
控制B、I大小不变
演示实验
组 1 2 条件 改变I方向 交换S、N极位置 现 象
凸起→凹陷 凹陷→凸起
？
凸起
F

-
物理学家：安培
探究安培力的影响因素
实验猜想
安培力与哪些因素有关？
猜想一：磁场B的变化
猜想二：电流I的变化 猜想三： 通电导线L的变化
设计实验 ——控制变量法
【探究1】控制 I、L 不变时，改变B的大小与 方向，探究 B的大小与方向对安培力的影响。
F

-
I←
想一想
当电流方向与磁场方向夹角为θ时， 安培力又是什么情况？
课堂小结
安培力 1.定义：磁场对电流的作用力 2.大小：F =B I L (B垂直于I) 单位：N T A m 3.方向：左手定则
布置作业
1.课本119页：第2、3题
？
凸起
F

-
ห้องสมุดไป่ตู้
I←
安培力的方向判定——左手定则
伸开左手
磁感线垂直穿过手心 B 大姆指指向安培力方向
F
四指指向电流方向
I
F⊥B， F⊥I，即F垂直于B和I所在的平面
请标出下图中通电直导线受到的安培力方向。
B
B
I
F F
I

鲁科版高中物理选修3-1课件6.1探究磁场对电流的作用(讲授式).pptx


C
F安C对D DD的磁场
新课教学
电流之间通过磁场产生的相互作用力
新课教学
二、安培力的大小
1、大小：当导线方向与磁场方向垂直时，通电导线在磁场中受到的
安培力的大小，与导线长度成正比，与电流I成正比，即与I和L的乘
积成正比。
I
2、公式：F=BILsinθ （1）I⊥B时，电流所受的安培力最大,F=BIL
新课教学
常见的直流电动机：
【说明】 大多数微型和小型直流电动机是用永磁铁提供磁场，而大型和超大型 直流电动机是用励磁电流来提供磁场的。
典例精析
线例圈3在中匀导强线磁受场中，线有圈三中个导通线电受线圈线处圈于中如导 力图在所水示平的方位向置，则(一转动) 力矩 线不受力
A．三个线圈都可以绕OO′轴转动 B．只有②中的线圈可以绕OO′轴转动 C．只有①②中的线圈可以绕OO′轴转动 D．只有②③中的线圈可以绕OO′轴转动
新课教学
三、安培力就在你身边
1、电动机 （1）电动机的工作原理：通电线圈在安培 力作用下的转动。 （2）能量转化：把电能转化为机械能。 （3）电动机分类：直流电动机和交流电动 机。 交流电动机又分为单相交流电动机和三相 交流电动机．
新课教学
（4）直流电动机的运转过程：
（5）运动分析：如图 甲，当电流通过线圈时， 右边线框受到的安培力 方向向下，左边线框受 到的安培力方向向上， 在安培力的作用下线框 转动起来．
课前预习
4．安培力的特点 与 电 流 方 向 、 磁 感 应 强 度 的 方 向 都 __垂__直____ ， 即 安 培 力 F__垂__直____于B和I决定的平面． 二、安培力的大小 1．当长为L的导线，垂直于磁场B放置，通过最大． 2．磁感应强度B与通电导线__平__行___时，导线受力为零．

6.1探究磁场对电流的作用—鲁科版高中物理选修3-1课件

写成等式为：F = BIL 式中B为比例系数。
注意：①B与导线的长度和电流的大小无关
②在不同的磁场中B的值不同（即使同样的电 流导线的受力也不样）
磁感应强度的大小
（1）定义： 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所 受的力（安培力）F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比 值叫磁感应强度。符号：B
说明：如果导线很短很短，B就是导线所在处的磁感应
B
F
I
B IF
左手定则
实验结论：安培力的方向既跟磁 场方向垂直F⊥B，又跟电流方向 垂直F⊥I，故安培力的方向总是 垂直于磁感线和通电导线所在的 平面，即：F安⊥BI平面
伸开左手：
磁感线——垂直穿入手心 四指——指向电流的方向
大拇指——所受安培力的方 向
思考与讨论:
如图所示，当通电导线的电流垂
F
第6章 磁场对电流和运动电荷的作用
第 1 节 探究磁场对电流的作用
回顾引入：
●磁体或通电导体周围均存在磁场。 ●磁场的基本性质是：对放入其中的磁体或通电 导体有力的作用。
思考：
通电导体在磁场中受力的大小、方向与什么因素 有关？
科学探究－－安培力
定义：磁场对电流的作用力称为安培力 ，是为了纪念安培而命名的。
（4）直流电动机的运转过程：
（5）运动分析：如 图 甲，当电流通过 线圈时，右边线框 受到的安培力方向 向下，左边线框受 到的安培力方向向 上，在安培力的作 用下线框转动起来
常见的直流电动机：
【说明】 大多数微型和小型直流电动机是用永磁铁提供磁场，而大型 和超大型直流电动机是用励磁电流来提供磁场的。
直纸面向外，磁场竖直向上时， 导线所受的安培力水平向左，现 在若将电流方向和磁场的方向同 时反向，则安培力的方向是不是
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2019/1/30
1. 通电导体在磁场中受到力的作用。 2.通电导体在磁场中受力的方向跟电 流方向和磁场的方向有关。这个力的 方向既与电流方向垂直，又与磁场方 向垂直。
2019/1/30
安培力的方向判定——左手定则
伸开左手 手心对着磁感线来的方向
B 大姆指是磁场力方向
F
四指是电流方向
2019/1/30
2019/1/30
结论：
1.当电流与磁场方向垂直时：
F = BIL
2019/1/30
2.当电流方向与磁场方向夹角为θ时：
2019/1/30
B1
B2
2019/1/30
F = BILsinθ
3.当电流与磁场方向平行时：
F=0
2019/1/30
想 一 想
2019/1/30
讨论与交流 电动机的转动与哪些因素有关？
2019/1/30
在奥斯特实验中我们知道了电流对磁
体有力的作用，反过来，磁体对电流 有无力的作用呢？
►如果我们把通电导体在放在磁场中会
有怎样的现象？
2019/1/30
1.科学探究-----安培力
2019/1/30
闭合开关，原来静止在磁场中的导体
发生运动. 此时导体的运动状态发生了改变. 根据力是改变物体运动状态的原因， 说明通电导体在磁场受到力的作用.
2019/1/30
现实生活中应用到安 培力的例子有很多，我 们经常所用的电流计其 内部也涉及到安培力的 应用。 请大家仔细阅读课本， 开动脑筋想一想，还可 以展开小组讨论,试着说 出电流计的工作原理。
2019/1/30
F⊥B， F⊥I，即F垂直于B和I所在的平面 （B和I可以有任意夹角）
I
练习：
下图中表示通电直导线在磁场中的受力情况， 请标出电流方向或Βιβλιοθήκη 场力方向。 B B F F无
B
F B
2019/1/30
×
B
F
猜猜看：
通电导线所受到的安培力与什么因素有关？ 1.磁场强弱程度 2.电流的大小 3.通电导线长度 4.磁场与电流间的夹角….
2019/1/30
►我们把磁场对放于其中
的通电的导线有力的作 用，这个力叫安培力．
安 培
（1775～1836年 ）
2019/1/30
探究一：安培力方向
猜猜看，安培力的方向与哪些因素有关？
2019/1/30
只改变电流方向 只交换磁极位置 同时改变电流 和磁场方向
受力方向 受力方向 受力方向
改变 改变 不变
2019/1/30
用控制变量法完成三个探究任务： 任务一：保持磁场强弱和导线长度不变，研究 安培力大小与电流强度间的关系。 任务二：保持磁场强弱和电流强度不变，研究 安培力大小与导线长度间的关系。 任务三：保持电流强度和导线长度不变，研究 安培力大小与磁场强弱间的关系。
2019/1/30
精确的实验研究表明：在 匀强磁场中，通电导线与 磁场方向垂直时，它受力 的大小既与导线的长度L 成正比，又与导线中的电 流I 成正比，还与磁感应 强度B成正比。