探究安培力市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

探究安培力探究安培力第1页安培力安培力磁场对电流作用力称为安培力。磁场对电流作用力称为安培力。一、安培力方向一、安培力方向左手定则：左手定则：伸伸开开左左手手，使使大大拇拇指指与与四四指指在在同同一一个个平平面面内内并并跟跟四四指指垂垂直直，让让磁磁感感线线垂垂直直穿穿入入手手心心，使使四四指指指指向向电电流流方方向向，这这时时大拇指大拇指所指就是通电导体所受所指就是通电导体所受安培力安培力方向。方向。第2页例题例题1:1:画出图中第三者方向画出图中第三者方向由左手定则作答由左手定则作答【注意】安培力方向永远与导线垂直【注意】安培力方向永远与导线垂直。F垂直纸面向里垂直纸面向里第3页2、判断以下通电导线在磁场中受力方向、判断以下通电导线在磁场中受力方向、电流方向、磁场方向。电流方向、磁场方向。SNFFFF第4页FBBFIBB F不受力不受力不受力不受力1、请判断各图中安培力或电流或磁场方向方向、请判断各图中安培力或电流或磁场方向方向安培力垂直安培力垂直纸面向里纸面向里第5页1、在下列图中，标出了磁场方向、通电直导线中电流I方向，以及通电直导线所受安培力F方向，其中正确是()CF不受力不受力安培力垂直安培力垂直纸面向外纸面向外第6页例题例题2:2:画出图中通电导线棒所受安培力方向。画出图中通电导线棒所受安培力方向。由左手定则作答由左手定则作答。注意注意:安培力方向永远与导线垂直安培力方向永远与导线垂直。F安安F安安F安安第7页Bmg（1）BF安安mgN（2）（3）F安安mgF安安N第8页同向电流同向电流反向电流反向电流FFFF结论：通同向电流相吸引，异向电流相排斥结论：通同向电流相吸引，异向电流相排斥例题例题3:3:两条平行直通电导线间相互作用两条平行直通电导线间相互作用第9页6、如如图图所所表表示示，两两根根相相互互平平行行长长直直导导线线位位于于图图中中纸纸面面内内，导导线线中中通通有有大大小小相相等等、方方向向相相反反电电流流，导导线线a、b所受安培力所受安培力Fa、Fb 方向是（方向是（）AFa向左，向左，Fb向右，向右，BFa向左，向左，Fb向左向左C两力都垂直纸面，两力都垂直纸面，Fa向里，向里，Fb向外向外D两力都垂直纸面，两力都垂直纸面，Fa向外，向外，Fb向里向里反向电流排斥反向电流排斥A第10页2、如图，、如图，ab为一条竖直放置可自由运动通电直导为一条竖直放置可自由运动通电直导线，在它正右方有一个通有逆时针方向电流方形导线，在它正右方有一个通有逆时针方向电流方形导线框，则线框，则ab将将()A.向左平动向左平动 B.向右平动向右平动 C.a端向纸里，端向纸里，b端向纸外运动端向纸外运动 D.以中点为轴沿顺时针方向运动以中点为轴沿顺时针方向运动A同向电流相吸引同向电流相吸引第11页3、如图，两根直导线、如图，两根直导线AB、CD相互垂直，但相隔相互垂直，但相隔一小段距离，其中一小段距离，其中AB是固定，是固定，CD能自由转动，当能自由转动，当电流按图示箭头方向经过两条导线时，电流按图示箭头方向经过两条导线时，CD导线将导线将()A.顺时针转动，同时靠近顺时针转动，同时靠近AB B.顺时针转动，同时离开顺时针转动，同时离开AB C.逆时针转动，同时靠近逆时针转动，同时靠近AB D.逆时针转动，同时离开逆时针转动，同时离开ABCABCDABACDCCCFF第12页4、如图，在条形磁铁、如图，在条形磁铁S极附近悬挂一个环形线圈，极附近悬挂一个环形线圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中通线圈平面与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中通以沿图示逆时针方向电流时，从上往下看以沿图示逆时针方向电流时，从上往下看,线圈将线圈将()A顺时针方向转动，同时靠近磁铁顺时针方向转动，同时靠近磁铁 B顺时针方向转动，同时离开磁铁顺时针方向转动，同时离开磁铁 C逆时针方向转动，同时靠近磁铁逆时针方向转动，同时靠近磁铁 D逆时针方向转动，同时离开磁铁逆时针方向转动，同时离开磁铁A第13页5、蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流、蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流I 轻轻质直导线质直导线ab，则，则ab运动情况是运动情况是()A.a端转向纸外，端转向纸外，b端转向纸里，同时向下运动端转向纸里，同时向下运动B.a端转向纸外，端转向纸外，b端转向纸里，同时向上运动端转向纸里，同时向上运动C.a端转向纸里，端转向纸里，b端转向纸外，同时向上运动端转向纸外，同时向上运动D.a端转向纸里，端转向纸里，b端转向纸外，同时向下运动端转向纸外，同时向下运动A第14页二、安培力大小二、安培力大小磁感应强度磁感应强度定量描述磁场强弱和方向物理量。定量描述磁场强弱和方向物理量。物物理理学学要要求求：当当通通电电导导线线与与磁磁场场方方向向垂垂直直时时，通通电电导导线线所所受受安安培培力力F 跟跟电电流流I 和和导导线线乘乘积积IL比比值值叫叫做做磁磁感感应应强强度。用度。用B表示。表示。即：即：单位：特斯拉（单位：特斯拉（T T）【猜测与验证猜测与验证】影响安培力原因影响安培力原因 磁场强弱磁场强弱 电流大小电流大小 电流长度电流长度第15页1.当电流与磁场方向垂直时，当电流与磁场方向垂直时，F=ILB2.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角时，角时，F=ILBsin安培力大小安培力大小第16页例例7、如如图图所所表表示示，金金属属导导轨轨MN、PQ相相互互平平行行放放在在同同一一水水平平面面上上，其其电电阻阻不不计计。直直导导线线ab与与导导轨轨垂垂直直放放置置，其其电电阻阻为为0.40，导导轨轨间间距距L=10cm。导导轨轨所所在在区区域域处处于于匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向竖竖直直向向下下，磁磁感感应应强强度度B=0.20T。电电源源电电动动势势E=15V，内内电电阻阻r=0.18,电电阻阻R=1.6。电电键键S接接通通后后ab仍仍静静止止不不动动，求求ab所受所受摩擦力大小和方向。摩擦力大小和方向。F安f第17页解解：设设直直导导线线ab电电阻阻为为R，R 与与R并并联联总总电电阻阻为为 R并并=R R/(R+R)=0.32电路接通后，总电流为电路接通后，总电流为I=/（R并并+r）=3.0A经过直导线经过直导线ab电流为电流为I=IR并并/R=2.4A直直导导线线ab所所受受静静摩摩擦擦力力与与安安培培力力大大小小相相等等、方方向向相相反反f=BI L=4.810-2N，方向向左，方向向左F安f第18页例例题题4：如如图图所所表表示示：在在磁磁感感应应强强度度为为0.4T匀匀强强磁磁场场中中，用用两两根根等等长长细细线线悬悬挂挂一一根根质质量量为为0.02kg、长长度度为为0.4米米m导导体体棒棒MN。要要使使细细线线拉拉力力为为零零，求求导导体体棒棒中中要要经经过过电电流流大大小和方向？（能够忽略细线质量小和方向？（能够忽略细线质量；g=10米米/秒秒2。）。）F安安=G 时时 即即 BIL=mg解：要使细线拉力为零解：要使细线拉力为零,则导体棒中需要经过由则导体棒中需要经过由MN方向方向 mgF安安第19页例例5：如图，如图，MN、PQ为光滑金属导轨，为光滑金属导轨，ab为金属为金属棒，与电源组成闭合电路，该装置在竖直平面内，棒，与电源组成闭合电路，该装置在竖直平面内，为使为使ab静止，可将该装置放在匀强磁场中，已知：静止，可将该装置放在匀强磁场中，已知：电源电动势电源电动势E=1.5V，金属棒电阻，金属棒电阻R=3(电路中其电路中其它电阻不计它电阻不计)，金属棒质量，金属棒质量m=30克，长度克，长度d=50cm，两金属轨道宽度，两金属轨道宽度L=30cm，求磁感应强度大小和，求磁感应强度大小和方向。方向。MNPQab第20页例例6：通通电电直直导导线线质质量量为为m沿沿水水平平方方向向放放在在倾倾角角为为a光光滑滑斜斜面面上上，图图中中圆圆圈圈表表示示导导线线横横截截面面，匀匀强强磁磁场场方方向向竖竖直直向向上上，磁磁感感应应强强变变为为B，导导线线在在磁磁场场中中长长度度为为L。要要使使导导线线静静止止在斜面上，导线中电流大小在斜面上，导线中电流大小 ，方向，方向 。F安安BBmgNBBaamgNF安安第21页练习练习1 1、如图所表示，一段通电导线用细线悬挂在匀强如图所表示，一段通电导线用细线悬挂在匀强磁场中（磁感线方向没有画出），悬线与竖直方向磁场中（磁感线方向没有画出），悬线与竖直方向成成3030角，若该导线经过电流为角，若该导线经过电流为0.20.2A A，导线长度为导线长度为0.10.1m m。导线质量为导线质量为0.020.02kgkg。求：求：（1 1）判定磁场方向？）判定磁场方向？（2 2）导线受到安培力为多大？）导线受到安培力为多大？（3 3）匀强磁场磁感应强度？）匀强磁场磁感应强度？B I m 30300 0第22页练习练习2 2、电磁炮是一个理想兵器，它主要原理如电磁炮是一个理想兵器，它主要原理如图所表示，图所表示，19821982年，澳大利亚国立大学制成了能年，澳大利亚国立大学制成了能把把2.2g2.2g弹体（包含金属杆弹体（包含金属杆EFEF质量）加速到质量）加速到10km/s10km/s电磁炮（常规炮弹速度约电磁炮（常规炮弹速度约2km/s2km/s），若轨道宽），若轨道宽2m2m，长为，长为100m100m，通以恒定电流，通以恒定电流10A10A，则轨道间所加，则轨道间所加匀强磁场磁感应强度为多大？磁场力最大功率为匀强磁场磁感应强度为多大？磁场力最大功率为多大？（不计轨道摩擦多大？（不计轨道摩擦,设运动中安培力恒定）设运动中安培力恒定）55T,1.1107 W 第23页再见再见第24页