1、第二章 磁场 第三节 磁场对通电导线的作用 情景导入课前导读知识解惑栏目链接电磁炮的威力 电磁炮利用电磁力所做的功作为发射能量，不会产生强大的冲击波和弥漫的烟雾，因而具有良好的隐蔽性电磁炮可根据目标的性质和距离，调节、选择适当的能量来调整弹丸的射程电磁炮没有圆形炮管，弹丸体积小、重量轻，使其在飞行时的空气阻力很小，因而电磁炮的发射稳定性好、初速度高、射程远由于电磁炮的发射过程全部由计算机控制，弹头又装有激光制导或其他制导装置，所以具有很高的射击精度从发射能量的成本来看，常规火炮的发射药产生每兆焦耳能量需10美元，而电磁炮只需0.1美元而且电磁炮还可以省去火炮的药筒和发射装置，故而重量轻、体积小
2、、结构简单，运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便情景导入课前导读知识解惑栏目链接情景导入课前导读知识解惑栏目链接电磁炮的原理非常简单，19世纪，英国科学家法拉第发现，位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动，同时，如果让导线在磁场中作切割磁力线的运动，导线上也会产生电流这就是著名的法拉第电磁感应定律正是根据这一定律人们发明了如今广泛应用的发电机和电动机，它也是电磁炮的基本原理，或者说，电磁炮不过是一种比较特殊的电动机，因为它的转子不是旋转的，而是作直线加速运动的炮弹.那么如何产生驱动炮弹的磁场，并让电流经过炮弹，使它获得前进的动力呢？一个最简单的电磁炮设计如下：用两根导体制成轨道，中间放
3、置炮弹，使电流可以通过三者建立回路把这个装置放在磁场中，并给炮弹通电，炮弹就会加速向前飞出情景导入课前导读知识解惑栏目链接在1980年，美国西屋公司为“星球大战”建造的实验电磁炮基本就是这样的结构它把质量为300克的炮弹加速到了每秒约4千米如果是在真空中，这个速度还可提高到每秒810千米，这已经超过了第一宇宙速度，具备了作为一种新型航天发射装置的理论资格情景导入课前导读知识解惑栏目链接情景导入课前导读知识解惑栏目链接一、安培力1安培力：通电导体在_中受到的力称为安培力2把一段通电直导线放在磁场里，导线方向与磁场方向_时，它所受的安培力最大；当导线方向与磁场方向_时，导线不受安培力；当导线方向与
4、磁场方向斜交时，所受安培力介于_和_之间情景导入课前导读知识解惑栏目链接磁场垂直平行零最大值二、磁感应强度情景导入课前导读知识解惑栏目链接1定义：垂直磁场方向放置的通电直导线在磁场中受到的_，跟通电直导线的_与_的乘积_的比值叫做磁感应强度 B.2定义式：_，方向即为_的方向3单位：_，简称_，1 T1 NAm.4物理意义：描述_的物理量在磁场中，垂直于磁场方向的_长的直导线，通过_的电流，受到的安培力为_时，通电直导线所在处的磁感应强度就是_5 磁 感 应 强 度 完 全 由 _ 决 定，与_、_、_均无关安培力F电流I导线长度L IL磁场特斯拉特(T)磁场强弱和方向1 m1 A1 N1 T
5、磁场本身是否放置通电导线导线长度通电电流三、安培力的方向情景导入课前导读知识解惑栏目链接安培力的方向既跟磁感应强度的方向_，又跟电流的方向_，三个方向之间的关系可以用_判定：伸开左手，使拇指跟其余四指_，并且都跟手掌在_内，让磁感线_手心，并使四指指向_方向那么，_所指的方向就是通电导线所受安培力的方向垂直 垂直 垂直 左手定则 拇指同一个平面穿入电流四、电动机情景导入课前导读知识解惑栏目链接电动机是利用_来工作的安培力情景导入课前导读知识解惑栏目链接要点一 磁感应强度情景导入课前导读知识解惑栏目链接1磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体、运动电荷和电流有力的作用2磁感应强度定义：在磁场中垂直
6、于磁场方向的通电导线，所受的安培力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值叫做磁感应强度用公式表示为 B FIL.与电场强度一样，磁感应强度是描述磁场力的性质的物理量磁感应强度 B 的单位是特斯拉，符号是 T，1 T 1 NAm.磁感应强度 B 是矢量，其方向就是该处的磁场方向情景导入课前导读知识解惑栏目链接3磁感应强度的理解：磁感应强度的定义式 BFIL只有在通电导线和磁场方向垂直时才有意义磁感应强度由磁场本身决定，不能认为 B 与 F 成正比，与 IL 成反比例1关于磁感应强度，下列说法正确的是()情景导入课前导读知识解惑栏目链接A由 B FIL知，B 与 F 成正比，B 与
7、 IL 成反比B通电导线放在磁场中的某点，那点就有磁感应强度，如果将通电导线拿走，那点的磁感应强度就为零C通电导线受磁场力不为零的地方一定存在磁场，通电导线不受磁场力的地方一定不存在磁场(即 B0)D磁场中某一点的磁感应强度是由磁场本身决定的，其大小和方向是唯一确定的，与通电导线无关解析：磁感应强度 B FIL只是一个定义式，而不是决定式；磁感应强度 B 是由磁场本身的性质决定的，与放不放入通电导线无关，A、B 错；若磁场不为零，但导线平行于磁感应强度的方向放置时，磁场力 F 为零，C 错答案：D情景导入课前导读知识解惑栏目链接变 式迁 移1(单选)有一小段通电导线，长为1 cm，通过的电流强
8、度为5A把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B一定是()AB2 TBB2 TCB2 TD以上情况都有可能情景导入课前导读知识解惑栏目链接变 式迁 移情景导入课前导读知识解惑栏目链接解析：如果通电导线是垂直磁场方向放置的，此时所受磁场力最大：F0.1 N，则该点的磁感应强度为 BFIL0.150.01 T2 T；若通电导线不是垂直磁场方向放置的，则受到的磁场力小于垂直放置时受到的磁场力，即垂直放置时导线受到的磁场力将大于 0.1 N由定义式可知，B 将大于 2 T，C 项正确答案：C要点二 安培力1安培力大小通过实验归纳得出，电流方向跟磁场方向垂直时，电流受到的安培力
9、最大为FBIL，平行放置时安培力为0.一般情况下，电流受到的安培力介于零和最大值之间，所以FBIL只适用于电流方向与磁场方向垂直的情况2安培力的方向安培力方向的特点：FB、FI，即F垂直B和I决定的平面安培力F与B是垂直的关系，而不是同向的这一点有别于电场力在判断安培力方向时，必须首先判断磁场方向与电流方向构成的平面，从而判定出安培力在哪个方向上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向情景导入课前导读知识解惑栏目链接例2如图所示，在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中，要使导体棒摆动幅度增大，以下操作中可行的是()A减少磁铁的数量B更换成磁性较弱的磁铁C改变导体棒中的电流方向D增大导
10、体棒中的电流强度情景导入课前导读知识解惑栏目链接情景导入课前导读知识解惑栏目链接情景导入课前导读知识解惑栏目链接解析：在匀强磁场中，当通电导线垂直于磁场方向放置时，所受的安培力为FBIL，要使导体棒摆动幅度增大，则安培力应该增大，所以可以增在导体棒中的电流强度，D选项正确答案：D 变 式迁 移2(多选)如图所示，一导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上，并与金属导轨组成闭合回路当回路中通有电流时，导体棒受到安培力作用要使安培力增大，可采用的方法有()情景导入课前导读知识解惑栏目链接解析：由FBIL知，若增大安培力F，选项A、C均可答案：ACA增大磁感应强度B减小磁感应强度C增大电流强度D减小电流强度情景导入课前导读知识解惑栏目链接