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1、第二節(jié)安培力磁感應強度第二節(jié)安培力磁感應強度核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練第二節(jié)第二節(jié)課前自主學案課前自主學案目標概覽目標概覽目標概覽目標概覽學習目標：學習目標：1.理解磁感應強度理解磁感應強度B的概念，知道其單的概念，知道其單位位2知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感知道用磁感線的疏密可以形象直觀地反映磁感應強度的大小應強度的大小3知道什么叫勻強磁場，知道勻強磁場的磁感線知道什么叫勻強磁場，知道勻強磁場的磁感線的分布情況的分布情況4知道什么是安培力，知道電流方向與磁場方向知道什么是安培力，知道電流方向與磁場方向平行時，電流所受的安培力為零；電流方
2、向與磁平行時，電流所受的安培力為零；電流方向與磁場方向垂直時，電流所受安培力的大小場方向垂直時，電流所受安培力的大小FBIL.5會用左手定則熟練地判定安培力的方向會用左手定則熟練地判定安培力的方向重點難點：重點難點：1.理解磁場對電流的作用力大小的決理解磁場對電流的作用力大小的決定因素，掌握安培力大小計算和方向判斷的方定因素，掌握安培力大小計算和方向判斷的方法法2對左手定則的理解對左手定則的理解課前自主學案課前自主學案一、磁感應強度一、磁感應強度1定義：在磁場中定義：在磁場中_磁場方向的通電導線，磁場方向的通電導線，所受的安培力所受的安培力F跟電流跟電流I和導線長度和導線長度L的乘積的乘積IL
3、的的_叫做通電導線所在處的磁感應強度，用叫做通電導線所在處的磁感應強度，用B來來表示表示垂直于垂直于比值比值垂直于垂直于磁場磁場3單位：特斯拉，簡稱特，國際符號是單位：特斯拉，簡稱特，國際符號是T.1 T1_.4磁感應強度是矢量，既有大小，又有方向，磁磁感應強度是矢量，既有大小，又有方向，磁場中某一點場中某一點_的方向就是該點磁場的的方向就是該點磁場的方向方向5磁感線的磁感線的_程度可以表示磁感應強度程度可以表示磁感應強度B的的大小大小磁感應強度磁感應強度疏密疏密二、勻強磁場二、勻強磁場如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應強度的如果磁場的某一區(qū)域里，磁感應強度的_和和_處處相同，這個區(qū)域的磁場叫做勻強
4、磁處處相同，這個區(qū)域的磁場叫做勻強磁場勻強磁場的磁感線是相互場勻強磁場的磁感線是相互_且且_的直線的直線(與勻強電場的電場線相似與勻強電場的電場線相似)三、安培力三、安培力磁場對磁場對_的作用力叫安培力的作用力叫安培力1大小：大?。?1)當導線方向與磁場方向當導線方向與磁場方向_時，所受安培力時，所受安培力最大為最大為FBIL.(2)當導線方向與磁場方向當導線方向與磁場方向_時，所受安培力時，所受安培力最小為最小為F0.大小大小方向方向平行平行分布均勻分布均勻電流電流垂直垂直平行平行(3)當導線方向與磁場方向斜交時，所受安培力介當導線方向與磁場方向斜交時，所受安培力介于于_和和_之間之間2方向
5、：方向：(1)左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把手放入指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向指指向_的方向，那么，大拇指所指的方向就的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受是通電導線在磁場中所受_的方向的方向(2)安培力的特點：安培力的特點：FB，F(xiàn)I，即，即F的方向垂直于的方向垂直于_和和_所在的平面所在的平面(B和和I可以有可以有任意夾角任意夾角)0BIL電流電流安培力安培力磁感線磁感線通電導線通電導線
6、核心要點突破核心要點突破5磁感應強度磁感應強度B與電場強度與電場強度E的比較的比較特別提醒：特別提醒：磁場中某處磁感應強度的大小和方向磁場中某處磁感應強度的大小和方向由磁場本身決定，與放入的通電導線的長度、電由磁場本身決定，與放入的通電導線的長度、電流無關(guān)，引入電流元流無關(guān)，引入電流元IL只是一種研究方法，被研只是一種研究方法，被研究的量與研究方法無關(guān)究的量與研究方法無關(guān)二、如何確定安培力的大小和方向二、如何確定安培力的大小和方向1安培力的大小安培力的大小(1)安培力的大小與導線放置有關(guān)安培力的大小與導線放置有關(guān)同一通電導線，按不同方式放在同一磁場中，如同一通電導線，按不同方式放在同一磁場中，
7、如圖圖1521所示，三種情況下，導線與磁場方向所示，三種情況下，導線與磁場方向垂直時安培力最大，取為垂直時安培力最大，取為Fmax；當導線與磁場方；當導線與磁場方向平行時，安培力最小，向平行時，安培力最小，F(xiàn)0；其他情況下，；其他情況下，0FI2，且離導線越遠產(chǎn)生的磁場，且離導線越遠產(chǎn)生的磁場越弱，在越弱，在a點點I1產(chǎn)生的磁場比產(chǎn)生的磁場比I2產(chǎn)生的磁場要強，產(chǎn)生的磁場要強，A錯，同理，錯，同理，C對對I1與與I2在在b點產(chǎn)生的磁場方向相點產(chǎn)生的磁場方向相同，合成后不可能為零，同，合成后不可能為零，B錯錯d點兩電流產(chǎn)生的點兩電流產(chǎn)生的磁場磁場B1、B2不共線，合磁場不可能為不共線，合磁場不可
8、能為0，D錯錯 一個可自由運動的線圈一個可自由運動的線圈L1和一個固定的線和一個固定的線圈圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，當兩線圈都通過如圖當兩線圈都通過如圖1526所示方向的電流時，所示方向的電流時，則從左向右看，線圈則從左向右看，線圈L1將將()A不動不動B順時針轉(zhuǎn)動順時針轉(zhuǎn)動C逆時針轉(zhuǎn)動逆時針轉(zhuǎn)動 D向紙外平動向紙外平動通電導體在安培力作用下的運動問題通電導體在安培力作用下的運動問題圖圖1526【解析解析】法一：利用結(jié)論法，環(huán)形電流法一：利用結(jié)論法，環(huán)形電流L1、L2間間不平行，則必有相對轉(zhuǎn)動，直到兩環(huán)形電流同向不平行，則必有相對轉(zhuǎn)動
9、，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可判斷出平行為止，據(jù)此可判斷出L1的轉(zhuǎn)動方向，故從左的轉(zhuǎn)動方向，故從左向右看線圈向右看線圈L1逆時針轉(zhuǎn)動逆時針轉(zhuǎn)動圖圖1527法二：把線圈法二：把線圈L1等效成小磁針，如圖等效成小磁針，如圖1527所所示，線圈示，線圈L2在線圈在線圈L1所占據(jù)的空間內(nèi)產(chǎn)生的磁場方所占據(jù)的空間內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向垂直于紙面向里，等效的小磁針向垂直于紙面向里，等效的小磁針N極的受力方極的受力方向與所在區(qū)域磁場方向一致，故從左向右看線圈向與所在區(qū)域磁場方向一致，故從左向右看線圈L1逆時針轉(zhuǎn)動逆時針轉(zhuǎn)動法三：把線圈法三：把線圈L1沿轉(zhuǎn)動軸分成前后兩部分，前一沿轉(zhuǎn)動軸分成前后兩部分，前一部
10、分在線圈部分在線圈L2產(chǎn)生的磁場中受到的安培力向上，產(chǎn)生的磁場中受到的安培力向上，后一部分在線圈后一部分在線圈L2產(chǎn)生的磁場中受到的安培力向產(chǎn)生的磁場中受到的安培力向下，故從左向右看線圈下，故從左向右看線圈L1逆時針轉(zhuǎn)動逆時針轉(zhuǎn)動【答案答案】C【點評點評】判斷在安培力作用下通電導體和通電判斷在安培力作用下通電導體和通電線圈運動方向的方法線圈運動方向的方法(1)電流元法：即把整段電流等效為多段直流電流電流元法：即把整段電流等效為多段直流電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，力的方向，從而判斷出整段電流所
11、受合力的方向，最后確定運動方向如例最后確定運動方向如例3的法三的法三(2)等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電條形磁鐵，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管，如例螺線管，如例3的法二的法二變式訓練變式訓練3如圖如圖1528所示，靜止的圓形線圈有逆時針方所示，靜止的圓形線圈有逆時針方向的電流，在其直徑向的電流，在其直徑MN靠近靠近N點處放一根垂直于點處放一根垂直于線圈平面且固定不動的長直導線，當長直導線中線圈平面且固定不動的長直導線，當長直導線中通以垂直紙面向里的電流后，則圓形線圈將通以垂直紙面向里的電流后，
12、則圓形線圈將()A僅向左平動僅向左平動B僅向右平動僅向右平動C以以MN為軸轉(zhuǎn)動，且向左平動為軸轉(zhuǎn)動，且向左平動D以以MN為軸轉(zhuǎn)動，且向右平動為軸轉(zhuǎn)動，且向右平動圖圖1528解析：解析：選選C.長直導線通電后在它周圍形成以長直長直導線通電后在它周圍形成以長直導線上的點為圓心的圓形磁場區(qū)域，如圖中虛線導線上的點為圓心的圓形磁場區(qū)域，如圖中虛線所示，圓形線圈就是在該磁場中的通電導線要所示，圓形線圈就是在該磁場中的通電導線要受到安培力的作用，其方向可由左手定則判斷，受到安培力的作用，其方向可由左手定則判斷，圓形線圈下半部分所在處磁場方向斜向上，所以圓形線圈下半部分所在處磁場方向斜向上，所以受的安培力方
13、向垂直于紙面向外，上半部分線圈受的安培力方向垂直于紙面向外，上半部分線圈受的安培力垂直于紙面向里因此線圈以受的安培力垂直于紙面向里因此線圈以MN為軸為軸轉(zhuǎn)動，線圈的右邊電流趨向于與直線電流同向，轉(zhuǎn)動，線圈的右邊電流趨向于與直線電流同向，線圈的左邊電流趨向于與直線電流反向，因同向線圈的左邊電流趨向于與直線電流反向，因同向電流相吸，反向電流相斥，水平方向合力向左，電流相吸，反向電流相斥，水平方向合力向左，所以線圈邊轉(zhuǎn)動、邊向左平動，所以線圈邊轉(zhuǎn)動、邊向左平動，C選項正確選項正確 (2011年北京東城檢測年北京東城檢測)如圖如圖1529所示，所示，在傾角為在傾角為30的斜面上，固定一寬的斜面上，固定
14、一寬L0.25 m的平行金屬導軌，在導軌上端接入電源和滑動變的平行金屬導軌，在導軌上端接入電源和滑動變阻器阻器安培力作用下的平衡問題安培力作用下的平衡問題圖圖1529電源電動勢電源電動勢E12 V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為r1.0 .一質(zhì)量一質(zhì)量m20 g的金屬棒的金屬棒ab與兩導軌垂直并接觸良好整個與兩導軌垂直并接觸良好整個裝置處于磁感應強度裝置處于磁感應強度B0.80 T、垂直于斜面向上、垂直于斜面向上的勻強磁場中的勻強磁場中(導軌與金屬棒的電阻不計導軌與金屬棒的電阻不計)金屬金屬導軌是光滑的，取導軌是光滑的，取g10 m/s2，要保持金屬棒在，要保持金屬棒在導軌上靜止，求：導軌上靜止，求：(1)金
15、屬棒所受到的安培力；金屬棒所受到的安培力；(2)通過金屬棒的電流；通過金屬棒的電流；(3)滑動變阻器滑動變阻器R接入到電路中的阻值接入到電路中的阻值圖圖15210【答案答案】(1)0.1 N(2)0.5 A(3)23 【點評點評】對于含有安培力的力學問題，跟分析對于含有安培力的力學問題，跟分析力學問題一樣，首先要進行受力分析，然后根據(jù)力學問題一樣，首先要進行受力分析，然后根據(jù)力學規(guī)律求解力學規(guī)律求解變式訓練變式訓練4(2011年杭州市質(zhì)檢年杭州市質(zhì)檢)如圖如圖15211所示，兩根間距為所示，兩根間距為d的平行光滑金屬導軌間接有電的平行光滑金屬導軌間接有電源源E，導軌平面與水平面間的夾角，導軌平
16、面與水平面間的夾角30.金屬桿金屬桿ab垂直導軌放置，導軌與金屬桿接觸良好整個垂直導軌放置，導軌與金屬桿接觸良好整個裝置處于磁感應強度為裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中當磁場方的勻強磁場中當磁場方向垂直導軌平面向上時，金屬桿能剛好處于靜止向垂直導軌平面向上時，金屬桿能剛好處于靜止狀態(tài)要使金屬桿能沿導軌向上運動，可以采取狀態(tài)要使金屬桿能沿導軌向上運動，可以采取的措施是的措施是()圖圖15211A增大磁感應強度增大磁感應強度BB調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流減小調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流減小C增大導軌平面與水平面間的夾角增大導軌平面與水平面間的夾角D將電源正負極對調(diào)使金屬桿的電流方向改變將電源正負極對調(diào)使金屬桿
17、的電流方向改變解析：解析：選選A.當金屬桿能剛好處于靜止狀態(tài)時，金當金屬桿能剛好處于靜止狀態(tài)時，金屬桿所受平行于導軌向上的安培力屬桿所受平行于導軌向上的安培力FBIL剛好與剛好與重力平行于斜面的分力重力平行于斜面的分力GGsin相平衡要使相平衡要使金屬桿上滑，應使安培力增大或減小重力平行于金屬桿上滑，應使安培力增大或減小重力平行于斜面的分力，選項斜面的分力，選項A中增大了安培力，選項中增大了安培力，選項B中減中減小了安培力，選項小了安培力，選項C中增大了重力的分力，選項中增大了重力的分力，選項D中使安培力的方向變?yōu)槠叫杏谛泵嫦蛳拢手挥兄惺拱才嗔Φ姆较蜃優(yōu)槠叫杏谛泵嫦蛳?，故只有A正確正確知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束點此進入課件目錄點此進入課件目錄按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放謝謝使用謝謝使用
高二物理 第15章第2節(jié) 安培力 磁感應強度課件
