高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册磁场对通电导线的作用力教学ppt课件

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法国科学家安培在研究磁场与电流的相互作用方面做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把磁场对电流(通电导线)的作用力称为安培力。
安培力的方向该如何判断？它的大小与哪些因素有关？
如果从右侧看，怎么画？
你有什么简便方式记住这几个量的方向关系?
1.实验结论：安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场 所在的平面。
伸直左手掌，使虎口呈90°
2.左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，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。
课本P6“练习与应用”
先降维，再画受力分析图
练习：利用刚才的方法，判断通电直导线之间的相互作用力方向。
结论：同向电流相互吸引；反向电流相互排斥。
实验发现：安培力除了跟B、I、L有关外，还跟如何放置有关。
请判断电流方向与磁场方向的关系。
（1）在匀强磁场中，当通电直导线(电流)与磁场方向垂直时，有：
结论：两种特殊情况下安培力的大小
（2）在匀强磁场中，当通电直导线(电流)与磁场方向平行时，有：
（3）当磁感应强度B 的方向与 导线 方向成夹角θ时：
方法一：把B 分解(平行I和垂直I两个方向)
方法二：把直导线L朝垂直B方向投影求有效长度
2.两根互相平行的通电直导线P、Q的横截面如图所示,电流方向已在图中标出,则导线P中的电流产生磁场的磁感线环绕方向和导线Q所受的安培力方向分别为(　 　) A.逆时针,向上 B.逆时针,向下 C.顺时针,向上 D.顺时针,向下
[例1] (安培力的方向)(2022·江苏卷，3)如图所示，两根固定的通电长直导线a、b相互垂直，a平行于纸面，电流方向向右，b垂直于纸面，电流方向向里，则导线a所受安培力方向(　 　) A.平行于纸面向上 B.平行于纸面向下 C.左半部分垂直于纸面向外，右半部分垂直于纸面向里 D.左半部分垂直于纸面向里，右半部分垂直于纸面向外
弯曲导线求安培力的处理方法所计算出的安培力，与将弯曲导线微分，求各段导线的安培力，再求合力，结果一致。
此方法所计算出的安培力，与将弯曲导线微分，求各段导线的安培力，再求合力，结果一致。
abc的安培力等于0吗？
以上弯曲导体所受安培力的方向向哪？
以上长方体所受安培力的大小是多少？
[例3] (安培力的计算)如图所示,空间存在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场。现将一段四分之三圆弧形导线ab竖直置于磁场中,圆弧的圆心为O点,半径为R。当导线中通以从a到b的恒定电流I时,通电导线受到的安培力(　 　) A.大小为BIR B.大小为 BIR C.方向垂直于纸面向外 D.方向垂直于ab向下
5.如图所示,水平导体棒AB被两根竖直细线悬挂,置于垂直于纸面向里的匀强磁场中,已知磁场的磁感应强度B=0.5 T,导体棒长L=0.2 m,质量m=0.1 kg,重力加速度g取10 m/s2,当导体棒中通以从A到B的电流时:(1)判断导体棒所受安培力的方向;(2)当电流I=4 A时,求导体棒所受安培力的大小F。
[例3] (安培力作用下导体的平衡)如图所示,在三维坐标系中,长为L的直导体棒用两绝缘细线悬挂于O、O′,并处于沿z轴正方向的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,导体棒与水平方向的x轴平行,当导体棒中通有电流I时,悬线与z轴负方向的夹角为θ,两悬线均与导体棒垂直,已知重力加速度大小为g。(1)作出导体棒的受力分析图并判断导体棒中电流的方向;(2)求导体棒的质量及每根细线的拉力大小。
磁场搭台，力学唱戏。（还是原来的力学问题）
[例1] (等效法)如图所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁体的N极附近,磁体的轴线穿过导线圈的圆心且垂直于线圈平面。当导线圈内通以图示方向的电流(从右向左看沿逆时针方向)后,导线圈的运动情况是(　 　) A.导线圈向左运动 B.导线圈向右运动 C.从上往下看,导线圈顺时针转动 D.从上往下看,导线圈逆时针转动
安培力作用下导体运动方向的判断
1.如图所示,a、b是两个相同的能在同一个光滑绝缘圆柱体上自由移动的轻质铝环。现将I1、I2两个大小不同的电流按图示方向分别通入a、b两个铝环,则两个铝环的运动情况是(　 　) A.都绕圆柱体运动 B.彼此相向运动,且具有大小相等的加速度 C.彼此相向运动,且电流大的加速度大 D.彼此背向运动,且电流大的加速度大
[例2] (电流元法+特殊位置法+转换研究对象法)如图所示,蹄形磁体用柔软的细绳悬吊在天花板上,在磁体两极的正下方固定着一根水平直导线,当直导线通以向右的电流时(　 　) A.磁体的N极向纸外、S极向纸内转动,绳子对磁体的拉力减小 B.磁体的S极向纸外、N极向纸内转动,绳子对磁体的拉力减小 C.磁体的N极向纸外、S极向纸内转动,绳子对磁体的拉力增大 D.磁体的S极向纸外、N极向纸内转动,绳子对磁体的拉力增大
2.如图所示,在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁体连接起来,此时磁体对水平面的压力为FN1,现在磁体左上方位置固定一导体棒,当导体棒中通以垂直于纸面向里的电流后,磁体对水平面的压力为FN2,则以下说法正确的是(　 　) A.弹簧长度将变长 B.弹簧长度将不变 C.FN1>FN2 D.FN1