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第2讲磁场对通电导线的作用力高中物理·选修1-1·教科版•[目标定位]1.知道什么是安培力．知道匀强磁场中影响通电导线所受安培力大小和方向的因素．会用左手定则判断安培力的方向.2.理解磁感应强度B的定义式和物理意义．知道磁感应强度的单位.3.会用公式F＝BIL进行安培力的简单计算.4.会进行简单的磁通量的计算．•一、安培力——磁场对通电导线的作用力•1．定义：磁场的作用力．•2．大小：对于一个确定的磁场，当通电导线与磁场方向•时，通电导线在磁场中受到的安培力F的大小，既与导线中的电流I成正比，又与导线的长度L成正比，即F＝.其中B是一个比例系数，与电流I和导线长度L均无关，仅与磁场有关．对通电导线垂直BIL•3．判定安培力方向的方法称为左手定则：•伸开左手，四指并拢，使拇指与其他四个手指并处于平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向方向，则左手所指方向就是•的方向．垂直同一电流拇指安培力•想一想：•能不能说：通电导线在某点所受安培力的方向就是该处的磁感应强度方向？•答案不能．通电导线在某点所受安培力的方向永远与该点的磁感应强度方向垂直．二、磁场的定量描述——磁感应强度1．定义：在磁场中，磁场对电流的作用力F＝BIL，其中B与I、L无关，仅与磁场有关，表示磁场的强弱与方向，我们称为磁场的磁感应强度．2．定义式：B＝FIL.•3．国际单位制中的单位：，简称，符号为.•4．磁感应强度是矢量．不仅有大小，而且有方向，其方向与磁场的方向．特斯拉特T一致想一想：根据B＝FIL是否可以得出：当电流一定的情况下，通电导线在某点所受的力越大，说明该点的磁感应强度越大．答案不可以．只有当导线方向与磁场方向垂直时才可以这么说．•三、磁通量•1．定义：设在匀强磁场中有一个与磁感线方向的平面，磁场的磁感应强度为B，平面的面积为S，我们把磁感应强度B与面积S的叫做穿过这个面的磁通量，简称磁通．•2．表达式：Φ＝BS.垂直乘积•3．意义：磁通量表示穿过空间某一面积的．•4．磁感应强度是垂直于磁感线的平面上，面积穿过的磁感线的条数，因此，磁感应强度也可以称为磁通密度．•5．国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，简称韦，符号是•.1Wb＝1T·m2磁感线的条数单位Wb•想一想：•磁通量是标量还是矢量？•答案标量．磁通量只有大小没有方向，是标量．它有正负，其正负表示磁感线是从正面穿过平面还是从反面穿过平面．•一、安培力•1．安培力的大小：通电直导线与磁场方向垂直时，所受的安培力最大，F＝BIL；导线方向与磁场方向平行时，导线不受安培力；导线方向与磁场方向斜交时，安培力介于最大值和零之间．•2．安培力的方向•(1)可以用左手定则来判定：伸开左手，四指并拢，使拇指与其他四个手指垂直并处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，则左手拇指所指方向就是安培力的方向．•(2)安培力的方向与磁场方向有关，与电流方向也有关．安培力的方向既垂直于磁场方向又垂直于电流方向，即垂直于磁场和电流所决定的平面．•【例1】(单选)(2013·北京市夏季会考)如图2－2－1所示，匀强磁场的磁感应强度为B，通电直导线与磁场方向垂直，导线长度为L，导线中电流为I.该导线所受安培力的大小为()图2－2－1A．0B．BILC.BILD.ILB答案B•针对训练(2013·四川省学业水平考试)如图2－2－2所示，把一根通过的电流大小为1A，长度为2m的直导线放在匀强磁场里，并与磁场方向垂直．磁感应强度大小为0.5T.图2－2－2•求：(1)在图中画出导线所受安培力的方向；•(2)该导线所受安培力的大小；•(3)当导线与磁感线平行时，该导线所受安培力的大小是多少？•答案(1)•(2)1N(3)0•解析(1)根据左手定则可知安培力的方向水平向左，如图所示．•(2)安培力大小F＝BIL＝0.5×1×2N＝1N.•(3)当导线与磁感线平行时，导线所受安培力的大小为零．二、对磁感应强度的理解1．物理意义：磁感应强度是表示磁场强弱和方向的物理量．2．矢量性：磁感应强度是矢量，既有大小，又有方向，磁场中某点磁感应强度的方向就是该点磁场的方向．3．磁感应强度的定义式B＝FIL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．•4．描述：磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向．•5．匀强磁场：磁感应强度处处大小相等且方向相同的磁场．•特点：匀强磁场中的磁感线是一组方向一致的等间距平行直线．【例2】(单选)(2013·江苏省学业水平考试)关于磁感应强度B的概念，下列说法中正确的是()A．磁感应强度由磁场本身决定B．磁感应强度的方向就是该处电流受力方向C．磁感应强度虽然有大小、方向，但磁感强度是标量D．由定义式B＝FIL可知，一小段通电导线受磁场力为零，则该处磁感应强度一定为零答案A解析磁感应强度由磁场本身决定，与安培力和电流的大小均无关，选项A正确；通电导线受力的方向总是和磁感应强度的方向垂直，选项B错误；磁感应强度是矢量，有大小和方向，选项C错误；定义式B＝FIL是通电导线垂直放在磁场中所受安培力的大小与导线中的电流和导线所在磁场中的长度的乘积的比值，若导线与磁场方向一致，无论磁感应强度多大，导线都不受安培力的作用，选项D错误．•三、对磁通量的理解•当磁感应强度B与平面垂直时，穿过该面的磁通量Φ＝BS.若磁感应强度B与平面不垂直，则应把面积投影到与B垂直的方向，磁通量Φ＝BS⊥.•【例3】如图2－2－3所示，有一矩形线圈，线圈平面与水平方向成θ角，磁感线竖直向下，设磁感应强度为B，线圈面积为S，则穿过线圈的磁通量Φ＝________.图2－2－3•答案BScosθ•解析这种情况线圈平面与磁场方向不垂直，不能用Φ＝BS直接计算，应该把面积投影到与B垂直的方向，即水平方向，可得Φ＝BS⊥＝BScosθ.再见