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课件ppt

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1.历史上最早发现电流的磁效应的人物是谁呢？
奥斯特：通电导线对磁针有力的作用
2.通电导线对小磁针的作用力是如何发生的？
4.谁最早使用磁感应线形象的描绘磁场分布的？
3.通电导线产生的磁场方向如何判断？
安培定则（右手螺旋定则）
5.我们是如何定义磁感应强度的？
安培力：通电导线在磁场中受到的力成为安培力。
演示：按照右图所示进行实验。
（1）改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。
（2）改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。
伸开左手，大拇指跟其余四指垂直，并且跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是直导线所受安培力的方向。
例1.判断下列通电导线在磁场中受到的安培力的方向。
思考：当B与I不垂直时，安培力方向如何判断？
注意：B与I可以不重直， F一定垂直于B， F一定垂直于I， F垂直BI所在平面。
伸开左手，大拇指跟其余四指垂直，并且跟手掌在同一平面内，让磁感线（垂直）穿过手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是直导线所受安培力的方向。
例2.画出以下通电导线棒所受的安培力方向，并画出侧视受力示意图。
例3.从安培力的角度分析“同向电流相互吸引，反向电流相互排斥”，并解释前面视 频中液体为什么会旋转。
通电后课会看到什么现象
3.当B与I夹角为θ时：
F=(Bsinθ)IL
F=BI(Lsinθ)
B垂直于I方向上的分量
L垂直于B方向上的投影长度
注：若导线是弯曲的，L因为弯曲导线的有效长度，等于连接导线两个端点的长度。
例4.如右图所示的各图中，磁场的磁感应强度大小相同，导线两端点距离均相等，导线中 电流均相等，则各图中有关导线所受的安培力的大小的判断正确的是(　　) A．d图最大　　　 B．b图最大 C．一样大 D．无法判断
例5.如图所示，垂直折线abc中通入I的电流。ab=bc=L，折线所在平面与匀强磁感强度B垂 直。abc受安培力等效于ac（通有a→c的电流I）所受安培力，即F1=_____________， 方向同样由等效电流ac判定为在纸面内垂直于ac斜向上，同理可以推知：半圆形通电 导线受安培力F2= __________，闭合的通电导线框受安培力F3=__________。
3.优点：灵敏度高， 可以测出很弱的电流。
4.缺点：线圈的导线很细， 允许通过的电流很弱。
刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。
力矩平衡安培力力矩与螺旋弹簧力矩平衡
θ∝I，表盘的刻度均匀，
注意：铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
画出通电导线所在处的磁感线
左手定则确定各段导线所受安培力
牛顿运动定律确定运动状态
a.电流元法———适用于非匀强磁场或弯曲通电导线
b.特殊位置法——分析导线某些特殊段受力或将导线、磁铁转到特殊位置
c.等效替代法——将环形电流等效成小磁针，通电螺线管等效成条形磁铁
d.推论分析法——同向电流相互吸引、反向电流相互排斥
例6.如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线 中通过如图所示方向的电流I时，试判断导线的运动情况。
例7.如图所示,把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆 心且垂直于线圈平面,当线圈内通入如图方向的电流后,则线圈( ) A. 向左运动 B. 向右运动 C. 静止不动 D. 无法确定
例8.一弓形线圈通过逆时针方向的电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放置一直导线， 当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将 ( 　) A．a端向纸内， b端向纸外转动，且靠近导线 B．a端向纸内， b端向纸外转动，且远离导线 C．a端向纸外， b端向纸内转动，且靠近导线 D．a端向纸外， b端向纸内转动，且远离导线
例9.如图，两平行光滑金属导轨间距L＝0.40m，导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°， 有匀强磁场竖直向上穿过该平面，磁感应强度 B＝0.5T。导轨一端接有电动势 E＝9.0V、内阻r＝0.5Ω的直流电源。现把一质量 m＝0.04kg的导体棒ab放在金属导 轨上，导体棒与导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间电阻 R0＝2.5Ω, 导轨电阻不计。若使导体棒静止在导轨上，滑动变阻器接入电路的电阻是 多大？
变式1：若例题中匀强磁场垂直导体棒穿过导轨平面。使导体棒静止在导轨上，接入电路 中的电阻最大值为多少？
变式2：若例题中磁场垂直导轨平面向上，金属棒与导轨平面的摩擦因数为0.5。使导体棒 静止在导轨上，求接入电路中的电阻的取值范围。
例10.有两个相同的全长电阻为9Ω的均匀光滑圆环,固定于一个绝缘的水平台面上,两环分 别在两个互相平行的、相距为20cm的竖直面内,两环的连心线恰好与环面垂直,两环 面间有方向竖直向下的磁感应强度B=0.87T的匀强磁场,两环的最高点A和C间接有一 内阻为0.5Ω的电源,连接导线的电阻不计。今有一根质量为10g,电阻为1.5Ω的棒置 于两环内侧且可顺环滑动,而棒恰好静止于如图所示的水平位置,它与圆弧的两接触 点P、Q和圆弧最低点间所夹的弧对应的圆心角均为θ=60∘,取重力加速度g=10m/s2.试 求此电源电动势E的大小。