重点高中物理高二理科34磁场对通电导线的作用力.pptx

第四节磁场对通电导线的作用力第四节磁场对通电导线的作用力复习复习通电导线受到通电导线受到的的磁场力与哪些因素有关？磁场力与哪些因素有关？复习复习通电导线受到通电导线受到的的磁场力与哪些因素有关？磁场力与哪些因素有关？当通电导线与磁场当通电导线与磁场垂直垂直时，时，F=ILB一一.安培力的方向安培力的方向一一.安培力的方向安培力的方向BIF一一.安培力的方向安培力的方向BIF一一.安培力的方向安培力的方向左手定则：左手定则：左手定则：左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入垂直穿入垂直穿入垂直穿入手心，四指指向手心，四指指向电流的电流的方方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。培力的向。BIFIIBIBFIBFBIBFBBIBFBB安培力安培力F 的方向总是垂直于电的方向总是垂直于电流流I 与磁感应强度与磁感应强度B 所确定的平面所确定的平面【例例1】关于垂直于磁场方向的通电直导线所受关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力的方向，正确的说法是磁场力的方向，正确的说法是A跟磁场方向垂直，跟电流方向平行跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B跟电流方向垂直，跟磁场方向平行跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直【例例1】关于垂直于磁场方向的通电直导线所受关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力的方向，正确的说法是磁场力的方向，正确的说法是A跟磁场方向垂直，跟电流方向平行跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B跟电流方向垂直，跟磁场方向平行跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直 答案答案CIBIBBI30IIIBBB【例【例【例【例2 2 2 2】画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。IBFIBBI30IIIBBB【例【例【例【例2 2 2 2】画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。FIBFIBBI30IIIBBB【例【例【例【例2 2 2 2】画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。FIBFIBBI30FIIIBBB【例【例【例【例2 2 2 2】画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。FIBFIBBI30FFIIIBBB【例【例【例【例2 2 2 2】画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。FIBFIBBBI30FFIIIBBB【例【例【例【例2 2 2 2】画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。FIBFIBBBBI30FFIIIBBB【例【例【例【例2 2 2 2】画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。FIBFIBBBIBI30FFIIIBBB【例【例【例【例2 2 2 2】画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。FIBFIBBBIFBI30FFIIIBBB【例【例【例【例2 2 2 2】画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。EBEBBFEBBFEBBBEFEBBBBEFEBBFBBE二二.安培力的大小安培力的大小1.1.当电流与磁场方向垂直时当电流与磁场方向垂直时:二二.安培力的大小安培力的大小1.1.当电流与磁场方向垂直时当电流与磁场方向垂直时:二二.安培力的大小安培力的大小1.1.当电流与磁场方向垂直时当电流与磁场方向垂直时:二二.安培力的大小安培力的大小1.1.当电流与磁场方向垂直时当电流与磁场方向垂直时:F=ILB (B BL L)二二.安培力的大小安培力的大小1.1.当电流与磁场方向垂直时当电流与磁场方向垂直时:BIFF=ILB (B BL L)2.电流与磁场方向平电流与磁场方向平行时，磁场对电流的行时，磁场对电流的作用力为零作用力为零2.电流与磁场方向平电流与磁场方向平行时，磁场对电流的行时，磁场对电流的作用力为零作用力为零NSI2.电流与磁场方向平电流与磁场方向平行时，磁场对电流的行时，磁场对电流的作用力为零作用力为零NSI问题问题:如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？2.电流与磁场方向平电流与磁场方向平行时，磁场对电流的行时，磁场对电流的作用力为零作用力为零NSI问题问题:如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？BIIB通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况的情况3.3.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角为角为时时:IB把磁感应强度把磁感应强度B分解为两个分量：分解为两个分量：通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况的情况3.3.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角为角为时时:IB把磁感应强度把磁感应强度B分解为两个分量：分解为两个分量：B2B1通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况的情况3.3.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角为角为时时:IB把磁感应强度把磁感应强度B分解为两个分量：分解为两个分量：一个分量与导线垂直一个分量与导线垂直 B1=BsinB2B1通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况的情况3.3.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角为角为时时:IB把磁感应强度把磁感应强度B分解为两个分量：分解为两个分量：一个分量与导线垂直一个分量与导线垂直 B1=Bsin另一分量与导线平行另一分量与导线平行 B2=BcosB2B1通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况的情况3.3.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角为角为时时:IB把磁感应强度把磁感应强度B分解为两个分量：分解为两个分量：一个分量与导线垂直一个分量与导线垂直 B1=Bsin另一分量与导线平行另一分量与导线平行 B2=Bcos即即F=ILB1B2B1通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况的情况3.3.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角为角为时时:IB把磁感应强度把磁感应强度B分解为两个分量：分解为两个分量：一个分量与导线垂直一个分量与导线垂直 B1=Bsin另一分量与导线平行另一分量与导线平行 B2=Bcos即即F=ILB1B2B1将将B1=Bsin代入得代入得通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况的情况3.3.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角为角为时时:IB把磁感应强度把磁感应强度B分解为两个分量：分解为两个分量：一个分量与导线垂直一个分量与导线垂直 B1=Bsin另一分量与导线平行另一分量与导线平行 B2=Bcos即即F=ILB1F=ILBsinB2B1将将B1=Bsin代入得代入得通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况的情况3.3.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角为角为时时:3.3.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角为角为时时:BFB BI3.3.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角为角为时时:F=ILBsin(为为B与与L的夹角的夹角)BFB BI设下图中磁感应强度为设下图中磁感应强度为B，电流强度，电流强度I，导，导线长度线长度L，求安培力大小，求安培力大小BIBIBIBI二二.安培力的大小安培力的大小对公式的理解：对公式的理解：FBIL对公式的理解：对公式的理解：FBIL只适用匀强磁场只适用匀强磁场对公式的理解：对公式的理解：不仅与不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关有关，还与放置方式有关FBIL只适用匀强磁场只适用匀强磁场对公式的理解：对公式的理解：不仅与不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关有关，还与放置方式有关L是有效长度，不一定是导线实际长度是有效长度，不一定是导线实际长度FBIL只适用匀强磁场只适用匀强磁场对公式的理解：对公式的理解：不仅与不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关有关，还与放置方式有关L是有效长度，不一定是导线实际长度是有效长度，不一定是导线实际长度1.1.I与与B不垂直，分解不垂直，分解B或或把把L朝垂直朝垂直B方向投影方向投影FBIL只适用匀强磁场只适用匀强磁场对公式的理解：对公式的理解：不仅与不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关有关，还与放置方式有关L是有效长度，不一定是导线实际长度是有效长度，不一定是导线实际长度1.1.I与与B不垂直，分解不垂直，分解B或或把把L朝垂直朝垂直B方向投影方向投影FBIL2.2.导线不是直线，找导线的有效长度导线不是直线，找导线的有效长度只适用匀强磁场只适用匀强磁场BIBRIB【例【例4】说说下面各图的有效长度说说下面各图的有效长度1.1.当电流和磁场垂直时当电流和磁场垂直时二二.安培力的大小安培力的大小2.2.当电流和磁场平行时当电流和磁场平行时3.3.当电流和磁场夹角当电流和磁场夹角时时1.1.当电流和磁场垂直时当电流和磁场垂直时二二.安培力的大小安培力的大小F FILBILB2.2.当电流和磁场平行时当电流和磁场平行时3.3.当电流和磁场夹角当电流和磁场夹角时时1.1.当电流和磁场垂直时当电流和磁场垂直时二二.安培力的大小安培力的大小F FILBILB2.2.当电流和磁场平行时当电流和磁场平行时F F0 03.3.当电流和磁场夹角当电流和磁场夹角时时1.1.当电流和磁场垂直时当电流和磁场垂直时二二.安培力的大小安培力的大小F FILBILB2.2.当电流和磁场平行时当电流和磁场平行时F F0 03.3.当电流和磁场夹角当电流和磁场夹角时时1.1.当电流和磁场垂直时当电流和磁场垂直时二二.安培力的大小安培力的大小F FILBILB2.2.当电流和磁场平行时当电流和磁场平行时F F0 03.3.当电流和磁场夹角当电流和磁场夹角时时F=ILB F=ILB sinsin【例【例5】如图所示，如图所示，L=0.2cm，I=0.2A，B=0.5T，求该导线所受安培力是多大？方，求该导线所受安培力是多大？方向如何？向如何？I【例【例5】如图所示，如图所示，L=0.2cm，I=0.2A，B=0.5T，求该导线所受安培力是多大？方，求该导线所受安培力是多大？方向如何？向如何？I大小为大小为110-4N【例【例5】如图所示，如图所示，L=0.2cm，I=0.2A，B=0.5T，求该导线所受安培力是多大？方，求该导线所受安培力是多大？方向如何？向如何？I大小为大小为110-4N问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 结论结论:问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。结论结论:问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:同向电流反向电流问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:同向电流反向电流问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:同向电流反向电流问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:F同向电流反向电流问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:F同向电流反向电流问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:F同向电流反向电流问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:F同向电流F反向电流问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:F同向电流F反向电流问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:F同向电流F反向电流问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:FF同向电流F反向电流问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:FF同向电流F反向电流问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:FF同向电流F反向电流问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:FFF同向电流F反向电流例例:如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图所示且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图所示的电流后，判断线圈如何运动？的电流后，判断线圈如何运动？三三.安培力作用下通电导线或线圈的运动方向安培力作用下通电导线或线圈的运动方向1.电流元分析法：电流元分析法：例例:如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图所示且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图所示的电流后，判断线圈如何运动？的电流后，判断线圈如何运动？向左摆动向左摆动三三.安培力作用下通电导线或线圈的运动方向安培力作用下通电导线或线圈的运动方向1.电流元分析法：电流元分析法：例：如图所示，蹄形磁铁固定，通电直导线例：如图所示，蹄形磁铁固定，通电直导线AB可自由运动，当导线中通以图示方向的电可自由运动，当导线中通以图示方向的电流时，俯视导体，导体流时，俯视导体，导体AB将（将（AB的重力不的重力不计）计）A、逆时针转动，同时向下运动、逆时针转动，同时向下运动B、顺时针转动，同时向下运动、顺时针转动，同时向下运动C、顺时针转动，同时向上运动、顺时针转动，同时向上运动D、逆时针转动，同时向上运动、逆时针转动，同时向上运动NS2.特殊位置法：根据通电导体在特殊位置所受特殊位置法：根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置。一般位置。NSINSNSINSNSIFNS向外向外NSIFFNS向外向外向里向里NSIFFNS向外向外向里向里NSIFFNSF向外向外向里向里NSIFFNSFA、逆时针转动，同时向下运动、逆时针转动，同时向下运动向外向外向里向里如图，质量分别为如图，质量分别为mAmB的两环套的两环套在光滑绝缘杆上，若同时通上同在光滑绝缘杆上，若同时通上同向电流向电流IAIB,它们将如何运动它们将如何运动A AB B3.等效分析法：环形电流可等效为小磁针，条等效分析法：环形电流可等效为小磁针，条形磁铁或小磁针也可以等效为环形电流，通电形磁铁或小磁针也可以等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。4.利用平行电流相互作用分析法：同向平行电利用平行电流相互作用分析法：同向平行电流相互吸引，异向平行电流相互排斥。流相互吸引，异向平行电流相互排斥。两个电两个电流总有作用到方向相同且靠近的趋势。流总有作用到方向相同且靠近的趋势。自由自由固定固定FF 4.利用平行电流相互作用分析法：同向平行电利用平行电流相互作用分析法：同向平行电流相互吸引，异向平行电流相互排斥。流相互吸引，异向平行电流相互排斥。两个电两个电流总有作用到方向相同且靠近的趋势。流总有作用到方向相同且靠近的趋势。例题：如图例题：如图,在条形磁铁在条形磁铁S极附近悬挂一个线极附近悬挂一个线圈，磁铁水平放置，其轴线与线圈共面并通圈，磁铁水平放置，其轴线与线圈共面并通过线圈的圆心，当线圈中的电流沿图示方向过线圈的圆心，当线圈中的电流沿图示方向时，线圈将会如何运动？时，线圈将会如何运动？ISN例题：如图例题：如图,在条形磁铁在条形磁铁S极附近悬挂一个线极附近悬挂一个线圈，磁铁水平放置，其轴线与线圈共面并通圈，磁铁水平放置，其轴线与线圈共面并通过线圈的圆心，当线圈中的电流沿图示方向过线圈的圆心，当线圈中的电流沿图示方向时，线圈将会如何运动？时，线圈将会如何运动？ISN从上向下看逆时针转动的同时向右摆动从上向下看逆时针转动的同时向右摆动NSNS课堂训练课堂训练NSNS课堂训练课堂训练NSFNS课堂训练课堂训练NSFNS课堂训练课堂训练FNSF变大变大NS课堂训练课堂训练FNSF变大变大变小变小NS课堂训练课堂训练FNSF变大变大变小变小无无NS课堂训练课堂训练FNSF变大变大变小变小无无NS课堂训练课堂训练FBNSF变大变大变小变小无无NSF课堂训练课堂训练FBNSF变大变大变小变小无无NSF课堂训练课堂训练FBNSF变大变大变小变小无无NSF课堂训练课堂训练FBNSF变大变大变小变小无无NSF课堂训练课堂训练FBNSF变大变大变小变小无无NSF 有有课堂训练课堂训练FBNSF变大变大变小变小无无NSF 有有水平向右水平向右课堂训练课堂训练FBMNabcdI1I2MNI1BMNI1BabcdI2正确答案：正确答案：B、CMNI1BabcdI2A