探究安培力(公开课)ppt课件

mg
mg
；.
21
练习1、
如图所示，一段通电导线用细线悬挂在匀强磁场中（磁感线的方向没有画出），悬线 与竖直方向成30°角，若该导线通过的电流为0.2A，导线长度为0.1m。导线质量为 0.02kg。求：
（1）判定磁场方向？
（2）导线受到的安培力为多大？
（3）匀强磁场的磁感应强度？
300 I B
m
；.
×× I
××
×××× ××××
F
●
B
5
1、在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培
力F的方向，其中正确的是(
)
C
F
不受力
；.
安培力垂直纸面 向外
6
例题2:画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
由左手定则作答。
×
F安
×
注意:安培力的方向永远与导线垂直。 ；.
● F安
P a
Q ；.
M b
N 20
例6：通电直导线质量为m沿水平方向放在倾角为a的光滑斜面上，图中圆圈表示导线的横
截面，匀强磁场的方向竖直向上，磁感应强变为B，导线在磁场中的长度为L。要使导线
静止在斜面上，导线中的电流大小 ，方向
。
N
B
B
×
F安
·
mg
BN
B
F安 × a
a mg
F安 tan a BIL tan a
A
D.以中点为轴沿顺时针方向运动
同向电流相吸引
；.
11
3、如图，两根直导线AB、CD互相垂直，但相隔一小段距离，其中AB是固定的，CD能
自由转动，当电流按图示箭头方向通过两条导线时，CD导线将(
)
A.顺时针转动，同时靠近AB
B.顺时针转动，同时离开AB
C.逆时针转动，同时靠近AB
D.逆时针转动，同时离开AB C
摩擦力的大小和方向。
f
F安
；.
17
f
F安
解：设直导线ab的电阻为R，R与R并联的总电阻为 R并= RR/(R+R)=0.32Ω 电路接通后，总电流为I=ε/（R并+r）=3.0A 通过直导线ab的电流为I=IR并/R=2.4A 直导线ab所受的静摩擦力与安培力大小相等、方向相反f=BIL=4.8×10-2N，方向向左
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练习2、电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年，澳大利亚国立 大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮 弹的速度约2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定电流10A，则轨道间所加匀强 磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（不计轨道摩擦,设运动中安 培力恒定）
A
；.
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5、蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流I 的轻
质直导线ab，则ab运动的情况是(
)
A.a端转向纸外，b端转向纸里，同时向下运动
A
B.a端转向纸外，b端转向纸里，同时向上运动
C.a端转向纸里，b端转向纸外，同时向上运动
D.a端转向纸里，b端转向纸外，同时向下运动
；.
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二、安培力的大小
【猜想与验证】影响安培力的因素 ①磁场的强弱 ②电流的大小 ③电流的长度
A．Fa向左，Fb向右，
B．Fa向左，Fb向左
A
C．两力都垂直纸面，Fa向里，Fb向外
D．两力都垂直纸面，Fa向外，Fb向里
反向电流排斥
；.
10
2、如图，ab为一条竖直放置的可自由运动的通电直导线，在它的正右方有一个通有逆时
针方向电流的方形导线框，则ab将( )
A.向左平动
B.向右平动
C.a端向纸里，b端向纸外运动
探究安培力
；.
1
安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。 一、安培力的方向
左手定则： ——伸开左手，使大拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心， 使四指指向电流的方向，这时大拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
；.
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2
例题1:画出图中第三者的方向
由左手定则作答
F
F
F
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。 ；.
．． C
B ×
F ×
D
．． F
A ；×.
×
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4、如图，在条形磁铁的S极附近悬挂一个环形线圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面 内，当线圈中通以沿图示逆时针方向电流时，从上往下看,线圈将( ) A．顺时针方向转动，同时靠近磁铁 B．顺时针方向转动，同时离开磁铁 C．逆时针方向转动，同时靠近磁铁 D．逆时针方向转动，同时离开磁铁
；.
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例7、如图所示，金属导轨MN、PQ互相平行放在同一水平面上，其电阻不计。直导线ab 与导轨垂直放置，其电阻为0.40Ω，导轨间距L=10cm。导轨所在区域处在匀强磁场中， 磁 场方向竖直 向 下 ，磁感应 强度 B=0.20T。 电 源 电 动 势 E=15V，内电 阻 r=0.18Ω,电阻 R=1.6Ω。电键S接通后ab仍静止不动，求ab所受
F
F垂直纸面向里
3
2、判断下列通电导线在磁场中受力方向、电流方向、磁场方向。
S
N
●
F ；.
F 4
1、请判断各图中安培力或电流或磁场方向方向
安培力垂直纸面 向里
B × F
×B × × × ××××
× ×××× ××××
不受力
···· ···· · · ×· · ····
不受力 ；.
B × F× ××
；.
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例题4：如图所示：在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，用两根等长的细线悬挂一根质量 为0.02kg、长度为0.4米m导体棒MN。要使细线的拉力为零，求导体棒中要通过电流大小 和方向？（可以忽略细线的质量；g=10米/秒2。）
解：要使细线的拉力为零, 则导体棒中需要通过由M→N方向
F安
F安=G 时 即 BIL=mg
7
F安
B mg
BN × F安
θ mg
（1） F安 mg
（2） F安mg tan
N
（3）
F安
mgsin ；.
mg 8
例题3:两条平行直通电导线间相互作用
反向电流 F
同向电流 F
F F
结论：通同向电流相吸引，异向电流相排斥；.
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6、如图所示，两根相互平行的长直导线位于图中纸面内，导线中通有大小相等、方向相 反的电流，导线a、b所受的安培力Fa、Fb 的方向是（ ）
mg
Im g0.0 21 01.2(安 5)
l B 0.40 ；..4
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例5：如图，MN、PQ为光滑金属导轨，ab为金属棒，与电源组成闭合电路，该装置在竖 直平面内，为使ab静止，可将该装置放在匀强磁场中，已知：电源电动势E=1.5V，金属 棒电阻R=3Ω(电路中其他电阻不计)，金属棒的质量m=30克，长度d=50cm，两金属轨道 的宽度L=30cm，求磁感应强度的大小和方向。
磁感应强度——定量描述磁场强弱和方向的物理量。 物理学规定：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F 跟电流I 和导线 的乘积IL的比值叫做磁感应强度。用B表示。
即： B F IL
单位：特斯拉（T） ；.
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安培力的大小 1.当电流与磁场方向垂直时，F = ILB
2.当电流与磁场方向夹θ角时，F = ILBsinθ