高中物理 选修3-1 第三章第四节 安培力(共47张PPT)[优秀课件][优秀课件]

1、电动机
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电动机使电能 转化为机械能， 是引发19世纪 第二次工业革 命的因素之一。
结构：磁场、 转动线圈、两 个半圆型的滑 环、电刷、电 源。
2、磁电式电表
如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁
铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线 中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情
况将是( C )
4、磁场对通电导线的作用力
——安培力
一、什么是安培力
磁场对通电导线的作用力叫安培力。
FI
二、安培力的大小
研究安培力大小与哪些因素有关
1、保持磁场强弱、导线长度不变，研究安培力大小与电
流大小的关系。
实验1、表安培明力：大小安与培电流力大大小的小关与系 电流强度大小成正比
关系。 FL
2、保持电流强度、实磁验表场明强：1弱安、培不实力验变大研，小究与研电究流安强度培大力小大成正小比与关通系。电 导线长度的关系。
其中：F是安培力，单位N；I是电流强度， 单位A；L是磁场中的导线长度，单位m；B是 磁场的强弱，单位是特斯拉T.
三、安培力的方向
FI
左手定则： 伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且与手掌在同一 平面内，让磁感线穿过掌心，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的 方向。
θ
分析受到的安培力时,要善于把立体图,
改画成易于分析受力的平面图形.
思考与讨论：
两平行通电直导线,若通以同向电流,则相互吸 引；若通以反向电流,则相互排斥.为什么？
F21
F12 • •
12
安培力作用下通电导线或线圈的运动
如图所示，通电直导线A与通电导线环B固定放
置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通
C.顺时针方向转动，同时离开ab
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
a
c
d
2.利用结论法：（1）同向平行电流相互
吸引，异向平行电流相互排斥；
b
（2）两个电流不平行时，总有作用到方
向相同的趋势。
3.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，从而确定导体的运动方向。
B I
θ
F
安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系:
F⊥B F垂直于电流与磁场所在的平面. F⊥I 而B与I不一定垂直．
【例1】画出图中第三者的方向。
I
B
(1)
F垂直纸面向里
F
B
(4)
F
B
I
I
B
(3)
(2)
F垂直纸面向里
∙ I∙
∙ ∙F ∙∙ ∙ (5) ∙
Ba θb
B
F
×
θ
Ba
B
F
×
b θ
是( C )
A.弹簧向上收缩
S
B.弹簧被拉长
C.弹簧上下振动
D.弹簧仍静止不动
5.特殊位置法：根据通电导体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。
例、如图所示，蹄形磁铁固定，通电直导线AB可自由 运动，当导线中通以图示方向的电流时，俯视导体， 导体AB将（AB的重力不计）
B1
a30o B2
F = ILBsinθ （B为匀强磁场） （θ为磁场和导线夹角）
F
B⊥
B
B∥
I
如图所示，直角三角形abc组成的导线框内通 有电流I＝1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B ＝2T中，AC=40cm，Fbc 0N ，求三角形框架各边 所受的安培力。
FabFac0.6N9
Fabc 2BIL
B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用
通电线圈在磁场中受安培力的作用发生转动
可以绕OO'轴转动的 线圈在磁场中，ab边、 cd边将受到一对安培 力作用，会产生让 OO'轴转动的力矩， 使线圈转动。
电动机、磁电式电表 就是利用线圈在磁场 中受到安培力矩作用 原理制作的。
电直导线受到水平向 右 的安培力作用.
B
A
I
I
1.直接判断：先分析导线或线圈所在位置的磁感线情况 ，然后根据左手定则判定安培力的方向，再进行分析
两条导线互相垂直，但相隔一小段距离， 其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如 图所示电流后，cd导线将（ ）
A.顺时针方向转动，同时靠近ab D
B.逆时针方向转动，同时离开ab
A．静止不动
B．向纸外平动 C．N极向纸外，S极向纸内转动 D．N极向纸内，S极向纸外转动
F1
如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,
线圈将会( A )
A.纵向收缩,径向膨胀
B.纵向伸长,径向膨胀
纵向
C.纵向伸长,径向收缩
D.纵向收缩,径向收缩
❖ 一条形磁铁水平放在桌 面上，一通电导线在磁 铁上方，如图所示。试 判断磁铁对桌面的压力 如何变化.
A、逆时针转动，同时向下运动 B、顺时针转动，同时向下运动 C、顺时针转动，同时向上运动 D、逆时针转动，同时向上运动
N
S
A
A
如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央
的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导
线通以由N向M的电流，则(
oo ' )
A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
实验表明：安培力大小与通电导线的长度成
正比关系。 FB
3、保持电流强度、导线长度不变，研究安培力大小与磁场
强弱的关系。
实验表明：安培力大小与磁场强弱的大小成正比 关系。
精确的实验表明：通电导
线与磁场垂直时，磁场对
FBIL 通电导线的作用力的大小
与导线的长度、电流强度 都成正比，其比值与该处 的磁场强弱有关。导线与 磁场平行时没有力的作用。
例：如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬
挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线 圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内
通入如图所示的电流后，判断线圈如何 运动？
向左摆动
4.等效分析法：环形电流可等效为小磁针，条形磁铁或 小磁针也可以等效为环形电流，通电螺线管可等效为 多个环形电流或条形磁铁。
把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它 的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成 如图所示的电波,当开关接通后,将看到的现象
F2
B
⊙
NF2G
B F IL
F1 F2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
G
N
所以，再根据牛顿第三定律，桌面受到的压力增大。
四、安培力的应用
磁铁
磁铁
磁场
电流
电流
二、安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时：
B IF
F = ILB
条件：A ①B⊥I
②B为匀强磁场 2.当电流与磁场方向平行时：
F=0
I
B
３.当电流与磁场方向夹θ角时：