新版人教版 4 通电导线在磁场中受到的力(共32张PPT)学习PPT

备用习题
1.如图所示,两条导线相互垂直,但相隔一段距离.其中AB固定,CD能自由运动, 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远离导线AB C.顺时针方向转动同时远离导线AB D.逆时针方向转动同时靠近导线AB [答案] D
第三章
磁场
4 通电导线在磁场中受到的力
教学目标
1.知道什么是安培力.知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁 场方向都垂直,它的方向由左手定则判断.知道左手定则的内容,会用左手定 则熟练地判定安培力的方向,并会用它解答有关问题. 2.会用安培力公式F=BIL解答有关问题. 知道电流方向与磁场方向平行时, 电流受的安培力最小,等于零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力 最大,等于BIL. 3.了解磁电式电流表的内部构造的原理.
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考点三
电流表原理
例3 长度为L、电流为I的通电直导线放入一匀强磁场中,电流方向与磁场方向如图3-4-4所示,已知磁感应强度为B,对于各图中导线所受安培力的大小计算正确的是( )
B中导线不受安培力,C中安培力竖直向上,D中安培力垂直纸面向外,B、C、D错误.
例4 (多选)实验室经常使用的 这节课我们对安培力作进一步的讨论.
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甲
乙
丙
丁
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考点二
安培力大小的计算
1.在磁感应强度为B的匀强磁场中,长为L的导线通入电流I: (1)若磁场和电流垂直,则F=BIL; (2)若磁场和电流平行,则F=0.
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2.公式中L指的是“有效长度”.弯曲导线的有效长度L等于连接两端点的线段 的长度(如图3-4-3所示),相应的电流沿线段由始端流向末端.
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例1 在如图3-4-1所示电路中,电池均相同,当开关S分别置于a、b两处时, 导线MM'与NN'之间的安培力的大小分别为fa、fb,可判断这两段导线 ( ) A.相互吸引,fa>fb B.相互排斥,fa>fb C.相互吸引,fa<fb D.相互排斥,fa<fb
[答案] D
图3-4-1
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知识必备
知识点一 安培力
1.定义:人们把 通电导线 在磁场中受到的力称为安培力. 2.单位:牛顿,符号为N. 3.大小:F= BILsin θ . 4.左手定则:伸开左手,使拇指与其余四指垂直,并且都与手掌在同一平面内, 让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时 拇指 所指的方向 就是通电导线所受安培力的方向.
(1)若磁场和电流垂直,则F=BIL;
[解析] (1)中电流与磁场垂直,由左手定则可判断出A所受安培力方向如图甲所示.
B.如果台秤的示数增大,说明磁铁右端是北极 定义:人们把
在磁场中受到的力称为安培力.
知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力最小,等于零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大,等于BIL.
若线圈中通以如图乙所示的电流,则下列说法中正确的是
()
中蹄形磁铁和铁芯间的磁场是 知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力最小,等于零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大,等于BIL.
与ab边平行,竖直向下 D.
C图中,导线和磁场方向垂直,故F=BIL,C错误;
均匀辐向分布的.若线圈中通以 让学生回忆在第二节中讲到的通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关.
图3-4-3
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例3 长度为L、电流为I的通电直 导线放入一匀强磁场中,电流方向与 磁场方向如图3-4-4所示,已知磁感 应强度为B,对于各图中导线所受安 培力的大小计算正确的是( )
[答案] A
图3-4-4
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[解析] A图中,导线和磁场方向不垂直, 将导线投影到垂直于磁场方向上,
故F=BILcos θ,A正确; B图中,导线和磁场方向垂直,故F=BIL,B错误; C图中,导线和磁场方向垂直,故F=BIL,C错误; D图中,导线和磁场方向垂直,故F=BIL,D错误.
公式中L指的是“有效长度”.
顺时针方向转动同时靠近导线AB
电流表是磁电式电流表,这种电 了解磁电式电流表的内部构造的原理.
与ab边平行,竖直向下 D.
安培力方向的确定和安培力大小的计算.
流表的构造如图3-4-5甲所示,其 与ab边平行,竖直向上 B.
(1)构造:磁铁、软铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴. 磁电式电流表的构造和特点
知识必备
知识点二
磁电式电流表
磁电式电流表的构造和特点
(1)构造:磁铁、软铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴.
(2)特点:两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱使极靴与圆柱间的磁场都沿
半 方向均匀分布,使线圈平面始终与磁感线 平
径均匀 .
行
,使表盘刻度
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考点一
安培力方向的判定
电流所受的安培力的方向既跟磁场的方向垂直,又跟电流的方向垂直,所以 安培力总是垂直于磁感线和通电导线所确定的平面. F⊥B,F⊥L,但L与B不一定垂直.
了解磁电式电流表的内部构造的原理.
开关置于位置b时,电路中电流较大,
如图乙所示的电流,则下列说法 顺时针方向转动同时靠近导线AB
与ab边平行,竖直向下 D.
中正确的是 ( )
图3-4-5
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A.在量程内指针转至任一角度,线圈平面都 跟磁感线平行 B.线圈转动时,螺旋弹簧被扭动,阻碍线圈转 动 C.当线圈在如图乙所示的位置时,b端受到的 安培力方向向上 D.当线圈在如图乙所示的位置时,安培力的 作用使线圈沿顺时针方向转动
备用习题
[解析] 据电流元分析法,把CD等效成CO、OD两段.由安培定则画出CO、 OD所在位置由AB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.由特殊位置分析法,让CD
逆时针转动90°,如图乙所示,并画出CD此时
位置的磁感线分布,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.
甲
乙
丙
丁
C.无论如何台秤的示数都不可能变化 A
B
C
D
知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力最小,等于零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大,等于BIL.
[解析] 无论开关置于a还是置于b,两导线中通过的都是反向电流,相互间 作用力都为斥力,故A、C错误. 开关置于位置b时,电路中电流较大,
导线间相互作用力也较大,故B错误,
D正确.
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例2 画出图3-4-2中通电直导线A受到的安培力的方向.
图3-4-2
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[答案] 如图所示
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[解析] (1)中电流与磁场垂直,由左手定则可判断出A所受安培力方向如图 甲所示. (2)中条形磁铁周围的磁场分布如图乙所示,由左手定则可判断A受到的安 培力的方向如图乙所示. (3)中由安培定则可判断出导线A处磁场方向如图丙所示,由左手定则可判 断出A受到的安培力方向如图丙所示. (4)中由安培定则可判断出导线A处磁场方向如图丁所示,由左手定则可判 断出A受到的安培力方向如图丁所示.
[答案] ABD
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[解析] 磁电式电流表中蹄形磁铁和铁芯间的 磁场是均匀辐向分布的,线圈转至任一角度, 它的平面都跟磁感线平行,且均匀辐向分布 的磁场特点是大小相等、方向不同,A正确; 线圈转动时,螺旋弹簧变形,阻碍线圈转动,B正确;
根据左手定则可判定a端受到的安培力方向向上,b端受到的安培力方向向 下,安培力使线圈顺时针转动,C错误,D正确.
备用习题
(1)若磁场和2电.流如垂直图,则F所=BIL示; ,放在台秤上的条形磁铁两极未知,为了探明磁铁的极性,在它中
导线间相互作用力也较大,故B错误,
央的正上方固定一导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流, (2)特点:两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱使极靴与圆柱间的磁场都沿
根据左手定则可判定a端受到的安培力方向向上,b端受到的安培力方向向下,安培力使线圈顺时针转动,C错误,D正确.
重点难点
【重点】 安培力方向的确定和安培力大小的计算. 【难点】 左手定则的运用(尤其是当电流和磁场不垂直时,左手定则如何变通使用).
教学建议
安培力的方向和大小是重点,弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向 的空间关系是难点.安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直,但电 流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度;当电流方向与磁感应强度的方 向垂直时,安培力最大,对此学生常常混淆.空间想象能力对本节学习至关重 要,要使学生能够看懂立体图,熟悉各种角度的侧视图、俯视图和剖面图,需 要一定的巩固训练. 建议用实验观察法、逻辑推理法、讲解法等教学方法.
(2)中条形磁铁周围的磁场分布如图乙所示,由左手定则可判断A受到的安培力的方向如图乙所示.
则下列说法正确的是 (1)若磁场和电流垂直Fra bibliotek则F=BIL;
它的平面都跟磁感线平行,且均匀辐向分布
()
(2)特点:两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱使极靴与圆柱间的磁场都沿
会用安培力公式F=BIL解答有关问题.
与ab边平行A,竖直 .如向下果D.台秤的示数增大,说明磁铁左端是北极