1、选择性必修二第一章 1.1磁场对通电导线的作用力 新课引入 现在我们的生活中到处都有家用电器的身影，如：洗衣机、电风扇、电动车等。这些电器中都有电动机，通电后就会转动工作，你知道它们的工作原理吗？安培力 安培在研究磁场与电流的相互作用方面作出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中受的力称为安培力，把电流的单位定为安培。思考 在电场中，正电荷所受电场力的方向就是电场强度的方向。那么，在磁场中，通电导体在磁场中的受力方向是不是磁感应强度的方向呢？表示电流方垂直纸面向里 表示电流方垂直纸面向外 观察实验（实际）现象 实验 次数 磁场方向电流方向安培力方向图1向下垂直于纸面向外水平向右2垂直
2、于纸面向里水平向左3向上水平向右4垂直于纸面向外水平向左结论：安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直。左手定则 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心垂直穿入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体在磁场中所受安培力的方向。左手定则 oIFBFBIFBIFIB IBFBI立体图转平面图，物理学规定“叉进点出”，具体：F垂直于纸面向里的磁场 垂直于纸面向外的磁场 垂直于纸面向里的电流 垂直于纸面向外的电流 摩擦起电演示图：典型例题 例1.摩擦起电演示图：辨析 安培定则和左手定则：安培定则 左手定则 应用 判断电流的磁场方向 判断电流在
3、磁场中的受力方向 内容 具体 情况 直流电流 环形电流或通电螺旋管 电流在磁场中 条件 拇指指向电流的方向 四指指向电流的环绕方向 磁感线穿手心，四指指向电流方向 结果 四肢弯曲是方向表示磁感线方向 拇指指向轴线上磁感线的方向 拇指指向电流受到的安培力反向 通电导线之间的相互作用 FFF同向电流 F反向电流 同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。结论:摩擦起电演示图：典型例题 例2.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 A 摩擦起电演示图：典型例题
4、例3.如图所示，电吉他中拾音器的线圈绕在磁体上。工作时，拨动被磁体磁化的金属琴弦，线圈就能将振动产生的信号转换为电信号并传送到音箱发出声音，则（）A琴弦振动时，琴弦会受到安培力作用 B琴弦振动时，穿过线圈的磁通量将发生变化 C琴弦振动时，是琴弦切割磁感线，故琴弦中会产生感应电流 D若用软铁芯替代磁铁，拾音器依然可以正常工作 B 安培力的大小 1.大小：当导线方向与磁场方向垂直时，通电导线在磁场中受到的安培力的大小，既与导线的长度成正比，又与导线中的电流 I 成正比，即与 I 和L 的乘积成正比。2.公式：F=BIL（1）当 IB 且为匀强磁场，此时电流所受的安培力最大。（2）当导线方向与磁场方
5、向一致时(即 IB)，电流所受的安培力最小，等于零。安培力的大小（3）当导线方向与磁场方向 成 角时，所受安培力介于最大值和最小值之间：F安=BILsin 对公式 F=BIL 的理解：1.B 垂直于 I，匀强磁场，直导线。2.不垂直变垂直(分解 B，或投影 L)。3.弯曲导线变成直导线L是有效长度，不一定是导线实际长度。安培力的大小 1.当电流与磁场方向垂直时，F=ILB 2.当电流与磁场方向夹 角时，F=ILBsin F、B、I方向的关系(1)安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。(2)安培力与磁场垂直，安培力也与电流方向垂直。(3)安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直。即安培力
6、的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。摩擦起电演示图：典型例题 例4.一U形磁铁用轻质柔软细绳悬挂在天花板上，静止在如图所示的位置时绳中的张力大小为T，现突然在其正下方的导线中通以向左的电流，U形磁铁可绕轻绳自由旋转，从上往下看，下列说法正确的是（）A磁铁顺时针旋转，且T会变小 B磁铁逆时针旋转，且T会变小 C磁铁顺时针旋转，且T会变大 D磁铁逆时针旋转，且T会变大 C 摩擦起电演示图：典型例题 例5.如图所示，原来静止的可动圆环形线圈通有顺时针方向的电流I，在其直径AB上靠近B点放置一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，并通以电流I，方向垂直纸面向里，此时环形线圈的运动情况是（）A从
7、A向B方向观察，以AB为轴逆时针旋转，并且B点靠近直线电流 B从A向B方向观察，以AB为轴逆时针旋转，并且B点远离直线电流 C从A向B方向观察，以AB为轴顺时针旋转，并且B点靠近直线电流 D从A向B方向观察，以AB为轴顺时针旋转，并且B点远离直线电流 C 磁式电流表 构造刻度盘、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）。.铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的；就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。磁式电流表 工作原理(1)蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，
8、不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转动。线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。MnBIS安Mk弹磁式电流表 工作原理（2）磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。表盘的刻度均匀，I MnBIS安Mk弹（3）当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指
9、针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。摩擦起电演示图：典型例题 例6.如图所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是()A都绕圆柱转动 B以不等的加速度相向运动 C以相等的加速度相向运动 D以相等的加速度相背运动 C 课堂小结 一、安培力的方向1.用左手定则来判定.2.F 既垂直于B，又垂直于I，即：F 垂直于B、I所决定的平面二、安培力的大小1.当磁感应强度方向与电流方向垂直时(匀强磁场)：F=BIL2.当磁感应强度方向与电流方向平行时:F=03.当磁感应强度方向与电流方向有一定夹角时：F=B I L sin(表示B、I 间的夹角)三、磁电式电流表在实验室中，常用到一种测电流强弱和方向的电学仪器电流表，它就是根据磁场对电流作用的安培力制成的。感谢您的观看