通电导线在磁场中受到的力-课件

学习探究区高中物理·选修3-1·浙江专版第三章磁场学案4通电导线在磁场中受到的力学习目标定位学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结123学案4通电导线在磁场中受到的力知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向.学会用公式F＝BIL计算B与I垂直和平行两种情况下安培力的大小了解磁电式电流表的基本构造及工作原理．知识储备区一、安培力的方向垂直左手定则垂直同一个平面内进入电流通电导线在磁场中所受安培力的方向二、安培力的大小ILB0ILBsinθ三、磁电式电流表1．磁铁线圈安培力越大偏转的方向2．灵敏度高很细很弱学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力学习探究区一、安培力的方向按照如图所示进行实验．(1)上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向是否改变？(2)改变导线中电流的方向，导线受力的方向是否改变？仔细分析实验结果，说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系？答案(1)受力的方向改变；(2)受力的方向改变；安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系满足左手定则．[要点提炼]1．安培力方向、磁场方向、电流方向三者之间满足左手定则．(1)F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面．(2)磁场方向和电流方向不一定垂直．用左手定则判断安培力方向时，磁感线只要从掌心进入即可，不一定垂直穿过掌心．2．判断电流磁场方向用安培定则(右手螺旋定则)，确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则．3．推论：平行通电导线之间，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力学习探究区二、安培力的大小1．在定义磁感应强度时,让一小段通电导线放入磁场，可得F＝ILB，此公式的适用条件是什么？2．当导线平行于磁场方向放置时，导线受力为多少？1.答案导线垂直于磁场方向放置．2.答案0.[要点提炼]1．安培力大小的计算公式F＝ILBsinθ，θ为磁感应强度方向与导线方向的夹角．(1)当θ＝90°，即B与I垂直时，F＝ILB；(2)当θ＝0°即B与I平行时，F＝0.2．当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图所示)；相应的电流沿L由始端流向末端．学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力学习探究区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力[延伸思考]如图5所示，导线与磁场方向的夹角为θ时，如何计算导线受力的大小？答案将B分解到平行导线方向和垂直导线方向的分量，分别研究B的两个分量对导线的作用，可得出F＝ILBsinθ.学习探究区三、磁电式电流表1．磁电式电流表的基本组成部分是什么？磁电式电流表的原理是什么？1.答案：最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈．其原理是通电线圈在磁场中受安培力而转动．2．指针偏转的角度与通入的电流大小有怎样的关系？2.答案：指针偏转的角度与通入的电流大小成正比．3．能否利用磁电式电流表确定电流方向？3.答案：能．线圈中的电流方向改变时,安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变．所以，根据指针的偏转方向，就可以确定被测电流的方向．学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力典例精析一、对安培力方向的判定例1画出图中通电导体棒ab所受的安培力的方向(图中箭头方向为磁感线的方向)．BIFBIBI学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力）典例精析学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力规律总结1.判断安培力的方向，要先明确磁场的方向和电流的方向，用左手定则判断，不要“习惯性”地用错右手．实际上左手定则揭示了磁感应强度、电流、安培力这三个物理量方向之间的关系，知道其中任意两个方向，可以由安培定则判断第三个方向．2．分析安培力方向时，左手定则和安培定则往往同时使用，要特别注意它们的不同：安培定则用来判断电流的磁场方向，用右手；左手定则用来判断电流的受力方向，用左手．典例精析二、对安培力大小的计算例2长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()B．F＝BILcosθD．F＝BILsinθA．F＝BILcosθC．F＝BILsinθ满足垂直F=BIL满足垂直F=BIL满足垂直F=BILA学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力典例精析例3如图所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()A．0B．0.5BIlC．BIlD．2BIl等效长度F＝BIlC学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力典例精析三、通电导体的综合受力分析问题例4如图所示，光滑导轨与水平面成α角,导轨宽为L.有大小为B的匀强磁场，方向垂直导轨面,金属杆长为L,质量为m,水平放在导轨上.当回路中通过电流时,金属杆正好能静止．求：电流的大小为多大？磁感应强度的方向如何？无摩擦平衡㎎FNF⊥B,只能沿导轨向上FB垂直导轨向上解析:F=BIL＝mgsinα，I＝mgsinα/BL学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力课堂要点小结安培力方向垂直B、I决定的平面判断方法：左手定则大小：F=ILBsin(为B与I的夹角)应用：磁电式电流表学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力自我检测区1．(安培力的方向)把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是()A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直D.安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直,又跟电流方向垂直D学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力解析安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，即垂直于磁场与电流所决定的平面，但电流方向与磁场方向不一定垂直．自我检测区2．(安培力的方向判定)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能自由活动，当直线电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸里看)()A．顺时针方向转动同时靠近导线ABB．逆时针方向转动同时离开导线ABC．顺时针方向转动同时离开导线ABD．逆时针方向转动同时靠近导线ABCD在AB产生的磁场中受力FF逆时针转动900时同向电流吸引D学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力自我检测区学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力3.(安培力大小的计算及方向判断)把长L＝0.15m的导体棒置于磁感应强度B＝1.0×10－2T的匀强磁场中，使导体棒和磁场方向垂直，如图10所示，若导体棒中的电流I＝2.0A，方向向左，则导体棒受到的安培力大小F＝________N，安培力的方向为竖直向________．(选填“上”或“下”)解析由安培力公式得：F＝BIL＝1.0×10－2×2.0×0.15N＝3×10－3N，由左手定则可判定，安培力方向竖直向下．3×10－3下自我检测区4．(通电导体的综合受力分析问题)一根长L＝0.2m的金属棒放在倾角θ＝37°的光滑斜面上，并通过I＝5A的电流，方向如图所示，整个装置放在磁感应强度B＝0.6T竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？(sin37°＝0.6)学习目标知识储备学习探究典例精析自我检测课堂小结学案4通电导线在磁场中受到的力学习目标定位再见