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(共24張PPT)
第一章 安培力與洛倫茲力
1.1 磁場對通電導線的作用力
問題
新課引入
在右圖中，當導體棒中有電流流過時，導體棒就會因受力而發生運動。這個力的方向該如何判斷？它的大小除了與磁感應強度有關外，還與哪些因素有關？
一、安培力的方向
電場
電荷
磁場
通電導線
安培力
安培力定義：通電導線在磁場中受到的力稱為安培力。
電場力
一、安培力的方向
安培是歷史上最早通過實驗發現磁場對通電導線有力的作用的科學家，他是電動力學的創始人，被譽為是“電學中的牛頓”，在電磁學上面有杰出的貢獻。
通電導線在磁場中受到的力——安培力
安德烈·瑪麗·安培
安培力方向與什么因素有關？
問題
一、安培力的方向
實驗探究
在前面的學習中，我們知道通電導線在磁場中所受安培力 F 的方向，與電流 I、磁感應強度 B 的方向都有關。我們利用如圖所示的裝置探究。
(1)、改變導線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。
(2)、改變磁場的方向，觀察受力方向是否變化。
一、安培力的方向
實驗記錄
次數
磁場方向
電流方向
安培力方向
圖
4
3
1
2
向上
向下
垂直于紙面向外
垂直于紙面向外
垂直于紙面向里
水平
向右
水平
向左
水平
向左
水平
向右
F
F
F
F
一、安培力的方向
實驗初步結論：
安培力方向與電流方向、磁場方向有關。
你能用簡潔的方法表達F、B、I方向的關系？
問題
①改變磁場方向
②改變電流方向
I
B
F
I
B
F
I
B
F
一、安培力的方向
I
B
F
安培力的方向與導線、磁感應強度方向都垂直。也就是說，安培力的方向總是垂直于導線和磁感應強度方向所在的平面。
如何判斷安培力的方向呢
I
B
F
問題
一、安培力的方向
伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向。
說明：F⊥I,F⊥B,F⊥B、I決定的平面。但B、I不一定垂直。
左手定則：
B
I
F
一、安培力的方向
利用左手定則判斷安培力方向
①伸出左手，使大拇指與其余四指垂直，并且都跟手掌在同一平面
②使磁感線垂直穿過手掌，四指指向電流方向
③大拇指所指的方向就是直線電流所受安培力的方向
一、安培力的方向
o
I
F
B
F
B
I
F
B
I
F
I
B
I
B
F
B
I
立體圖轉平面圖，物理學規定“叉進點出”，具體：
F
垂直于紙面向里的磁場
垂直于紙面向外的磁場
垂直于紙面向里的電流
垂直于紙面向外的電流
一、安培力的方向
思考題題：如圖所示，兩條平行的通電直導線之間會通過磁場發生相互作用
同向電流相互吸引。
反向電流相互排斥。
F
F
F
F
二、安培力的大小
在勻強磁場B中，通電直導線與磁場方向垂直的情況下，導線上的電流為I，導線所受安培力F應怎樣求？
問題
（1） 在勻強磁場中，在通電直導線與磁場方向垂直的情況下，導線所受安培力F等于磁感應強度B、電流I和導線的長度L三者的乘積。 即： F=ILB
（2）平行時：F＝0
如果既不平行也不垂直呢？
問題
（3）公式：
F=I L B sinθ
θ表示磁場方向與電流方向間的夾角
二、安培力的大小
（4）對安培力大小計算公式的深刻理解
①公式F＝ILB中L指的是“有效長度”．
當B與I垂直時，F 最大，F＝ILB；當B與I平行時，F＝0.
②彎曲導線的有效長度L，等于連接兩端點直接的長度(如圖所示)；相應的電流沿L由始端向末端．
三、磁電式電流表
①最基本的是磁鐵和線圈。
②鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉動。
刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴（軟鐵制成） 、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯（軟鐵制成）。
1、磁電式電流表的構造：
三、磁電式電流表
2、電流表的工作原理
①蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉到什么角度，它的平面都跟磁感線平行，當電流通過線圈時線圈上跟線圈軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個力產生的力矩使線圈發生轉動，線圈轉動使螺旋彈簧被扭動，產生一個阻礙線圈轉動的力矩，其大小隨線圈轉動的角度增大而增大，當這種阻礙力矩和安培力產生的使線圈轉動的力矩相平衡時，線圈停止轉動。
三、磁電式電流表
2、電流表的工作原理
②磁場對電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產生的力矩也越大，線圈和指針偏轉的角度也越大，因而根據指針的偏轉角度的大小，可以知道被測電流的強弱。
③當線圈中的電流方向發生變化時，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉方向也發生變化，所以根據指針的偏轉方向，可以知道被測電流的方向。
三、磁電式電流表
3.磁電式電流表的特點
(1)表盤的刻度均勻，θ∝I.
(2)靈敏度高，但過載能力差.
(3)滿偏電流Ig和內阻Rg反映了電流表的最主要特性.
課堂小結
安培力的方向
安培力的大小：
通電導線在磁場中受到的力
應用：磁電式電流表
判定方法：左手定則
特點：總垂直于B和I 確定的平面
構造：
原理：
F=ILBsinθ
通電線圈受安培力作用而轉動
極靴
線圈
典例探究
【例1】 關于垂直于磁場方向的通電直導線所受磁場力的方向，正確的說法是（ ）
A．跟磁場方向垂直，跟電流方向平行
B．跟電流方向垂直，跟磁場方向平行
C．既跟磁場方向垂直，又跟電流方向垂直
D．既不跟磁場方向垂直，又不跟電流方向垂直
C
典例探究
【例2】畫出圖中電流所受安培力的方向。
F
I
B
F
I
B
α
α
B
B
I
F
α
B
I
30°
F
F
I
I
I
B
B
B
典例探究
【例3】如圖所示，在傾角為30o的斜面上，放置兩條寬L＝0.5m的光滑平行導軌，將電源、滑動變阻器用導線連接在導軌上，在導軌上橫放一根質量為m＝0.2kg的金屬棒ab，電源電動勢E＝12V，內阻r＝0.3Ω，磁場方向垂直軌道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在軌道上保持靜止，滑動變阻器的使用電阻R應為多大？（g取10m/s2，其它電阻不計）
B
E
r
R
a
30°
b
G
FN
F
B
解:
F=mgsin300
F=BIL
得:
R=
4.5Ω
典例探究
【例4】如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直導線MN，導線與磁場垂直，給導線通以由N向M的電流，則( )
A. 磁鐵對桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁鐵對桌面的壓力減小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁鐵對桌面的壓力增大，受桌面的摩擦力作用
D. 磁鐵對桌面的壓力增大，不受桌面摩擦力作用
A
共筑孩子成才路主題家長會
謝謝聆聽
演示完畢感謝您的觀看

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