第三节-探究安培力(上课)

磁场对电流的作用力称为安培力。1、当通电导线与磁场方向平行时，通电导线所受的安培力。为零直导线与磁场垂直时，安培力方向如何?设计表格，记录实验结果表示电流方垂直纸面向外表示电流方垂直纸面向里次数磁场方向电流方向安培力方向图1向下垂直于纸面向外2垂直于纸面向里3向上4垂直于纸面向外一、安培力的方向水平向右水平向左水平向右水平向左FFFF结论：安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直。左手定则：一、判断安培力的方向IIIIFFFF1磁感线穿掌心2电流顺着四指3安培力即大拇指指向左手【例题1】画出图中安培力的方向。【答案】由左手定则作答。FFFF×1、当通电导线方向与磁场方向平行时，通电导线所受的安培力的大小为零。2、当通电导线方向与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力不为零。那么此时安培力大小会与什么因素有关呢?二、探究安培力的大小二、探究安培力的大小【实验方法】控制变量法猜想：当磁场与电流垂直时，安培力的大小与哪些因素有关？1、磁场的强弱；2、电流的大小；3、通电导线在磁场中的长度；二、探究安培力的大小实验表明：通电导线在同一磁场中，受到的安培力大小Ｆ既与电流Ｉ成正比，又与导线在磁场中的长度L成正比．即：不同磁场中，比值不同，比值反映了磁场本身的强弱该比值叫做磁感应强度F∝IL三、磁感应强度B【定义式】B=F/IL【单位】特（特斯拉）T1T＝1N/(A·m)【性质】矢量，方向与磁场的方向相同。【物理意义】描述磁场强弱的物理量。（比值定义）①磁感线上每一点的都与该点磁感应强度B的方向一致。②磁感线的表示磁感应强度的大小。三、磁感应强度【匀强磁场】磁场强弱、方向处处相等的磁场。切线方向疏密程度思考：什么叫匀强磁场？下列说法正确的是()A．磁场中某一点的磁感应强度B可以这样测定：把一小段通电导线放在该点，受到的磁场力F与该导线的长L、通过的电流I乘积的比值，即B＝F/ILB．通电导线在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零C．磁感应强度B＝F/IL只是定义式，它的大小取决于场源以及导线在磁场中的位置，与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关D．通电导线所受磁场力的方向就是磁场的方向C四、安培力的计算(1)当I与B垂直(2)思考:I当与B不垂直,F=?安培力方向：同时垂直于电流方向和磁场方向F＝BILB⊥B∥F＝BILsin0BIBIθ五.磁通量【定义】在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直面积为S的平面，则磁感应强度B与面积S的乘积叫做磁通量，简称磁通。【定义式】Φ=BS【单位】韦（伯）Wb1Wb＝1T·m2【性质】标量，但有正负。【形象表述】穿过这个面的磁感线条数。磁通量的计算当B与S垂直时：当B与S不垂直时：Φ=BSΦ=BScos0注意：①磁通量是表示穿过某平面的磁感线条数的多少，如果穿过两个面积的磁感线条数相同，则磁通量相等。②磁通量是标量，但有正负；当磁感线从某一平面穿入时，若规定Φ为正值，则磁感线从另一面穿入时，Φ为负值．【变形】Ｂ＝Φ/Ｓ磁感应强度大小等于穿过单位面积的磁通量，因此磁感应强度大小也叫做磁通密度，单位Wb/m2。1.下图中，S1，S2，S3的面积都相等，请比较穿过3个面积的磁通量的大小。2.下列各种说法中，正确的是（）：A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小；B.磁感应强度越大，磁通量也越大；C.磁通量小，一定是磁感应强度小；D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。【答案】AD3.如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，对金属棒施加水平向右的拉力F，使MN处于静止状态。（1）金属棒MN受到了哪些力？画出受力分析图（2）拉力为多大？F3.如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，MN处于静止状态。（1）金属棒MN受到了哪些力？画出受力分析图（2）通过MN的电流应该为多大？B3.如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)解：由闭合电路欧姆定律：RRrEI16由平衡条件得：Fcosθ=mgsinθ棒所受安培力：F=BIL代入数据可求得：R=0.2欧姆【例题６】如下图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过平面的磁通量为________．若使框架绕OO′转过60°角，则穿过线框平面的磁通量为________；若从初始位置转过90°角，则穿过线框平面的磁通量为________；若从初始位置转过180°角，则穿过线框平面的磁通量变化为________．解析：在图示位置时，磁感线与线框平面垂直，Φ＝BS.当框架绕OO′轴转过60°时可以将原图改画成从上面向下看的俯视图，如右图所示Φ＝BS⊥＝BS·cos60°.转过90°时，线框由与磁感线垂直穿过变为平行，Φ＝0.线框转过180°时，磁感线仍然垂直穿过线框，只不过穿过方向改变了．因而Φ1＝BS，Φ2＝－BS，ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS答案：BS1/2BS02BS【例题2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。【答案】由左手定则作答。课堂小结1、安培力的方向：用左手定则判定2、安培力的大小：在匀强磁场中，（1）当B方向与电流方向平行时：F=0（2）当B方向与电流方向垂直时：F=BIL（3）当B方向与电流方向斜交成θ角时：F=BILsin03、磁感应强度B：B=F/IL（B与I垂直时）【物理意义】描述磁场强弱的物理量。