2019-2020学年物理高中粤教版选修3-1课件:第3章 第3节 探究安培力 .pdf
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1、触类旁通合作探究自主预习 第三节第三节 探究安培力探究安培力 触类旁通合作探究自主预习 目标导航预习导引 触类旁通合作探究自主预习 目标导航预习导引一二三四 一、安培力的方向一、安培力的方向 1.安培力:磁场对电流的作用力.安培力是矢量. 2.当通电导线与磁场方向垂直时,安培力的方向用左手定则来判 定. 3.左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手 掌在同一个平面内,让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方 向,这时,拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方 向. 触类旁通合作探究自主预习 目标导航预习导引一二三四 如图所示,磁场方向垂直纸面向里,一根通电直导线垂直于磁
2、场 方向放置,试判断导线所受安培力的方向. 答案:垂直导线向左. 触类旁通合作探究自主预习 目标导航预习导引一二三四 二、磁感应强度二、磁感应强度 1.定义:当通电导线与磁场方向垂直时,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. 3.单位:特斯拉,符号T, 4.磁感应强度是矢量,既有大小,又有方向.当空间中同时存在几 个不同强弱和方向的磁场时,合磁场的磁感应强度等于各个磁场在 同一处产生的磁感应强度的矢量和. 5.磁感线可形象地表示磁感应强度的大小和方向;磁感线的疏密 程度表示磁感应强度的大小;磁感线上每一点的切线方向与该点磁 感应强度的方向一致. 6.匀强
3、磁场:如果磁场的某一区域,磁感应强度的大小和方向处处 相等.这个区域的磁场就叫匀强磁场. 触类旁通合作探究自主预习 目标导航预习导引一二三四 三、安培力的大小三、安培力的大小 1.当通电导线与磁感应强度B的方向平行时,导线受力为零. 2.当长为L的导线垂直于磁场B放置,通过的电流为I时,安培力 F=BIL . 通电导线如果在磁场中不受安培力作用,能否说明该处磁感应强 度为零? 答案:不能.因为当磁场方向与电流方向平行时,安培力为0,但磁 感应强度不为0. 触类旁通合作探究自主预习 目标导航预习导引一二三四 四、磁通量四、磁通量 1.定义:设在匀强磁场中有一个与磁场垂直的平面,则磁场的磁感 应强
4、度B 和平面面积S的乘积,叫做穿过这个面的磁通量. 2.公式:=BS . 3.单位:韦伯,简称韦,符号Wb. 4.从=BS可得 ,因此磁感应强度又称磁通密度. 触类旁通合作探究自主预习 知识精要典题例解迁移应用一二三 一、磁感应强度一、磁感应强度 1.磁感应强度 是用比值法定义的,B与F、I、L无关,是由磁 场本身决定的. 2.安培力的方向与磁场方向垂直,这与电场力的方向和电场方向 的关系是不一样的. 触类旁通合作探究自主预习 一二三 3.磁感应强度B和电场强度E的比较. 知识精要典题例解迁移应用 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要典题例解迁移应用 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精
5、要典题例解迁移应用 【例1】 下列关于磁感应强度大小的说法正确的是 ( ) A.磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线 放在该点时受到磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值表示 该点的磁感应强度 B.通电导线放在磁场中的某点,该点就有磁感应强度,如果将通电 导线拿走,该点的磁感应强度就为零 C.通电导线在磁感应强度大的地方受力一定大 D.磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大 小和方向无关 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要典题例解迁移应用 解析:本题主要考查磁感应强度只决定于磁场本身.磁场中某点 的磁感应强度只由磁场本身决定,与磁场中有无通电导线无关
6、,所 以B不正确.通电导线在磁场中的受力不仅与磁感应强度有关,还跟 导线的位置取向有关,若通电导线与磁场方向平行,则无论怎样安 培力均为零,所以A、C不正确,只有D正确. 答案:D 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要典题例解迁移应用 下列说法正确的是( ) A.磁场中某一点的磁感应强度可以这样测定:把一小段通电导线 放在该点时受到磁场力F与该导线的长度L、通过的电流I乘积的 比值,即 B.通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定 为零 C.磁感应强度 只是定义式,它的大小取决于磁场以及磁场中 的位置,与F、I、L以及通电导线在磁场中的方向无关 D.通电导线所受磁场力的方向就
7、是磁场的方向 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要典题例解迁移应用 答案:C 解析:由磁感应强度的定义知,通电导线应为“在磁场中垂直于 磁场方向的通电导线”,只有在这个方向导线所受磁场力才最大,本 题A选项未说明导线放置的方向,所以是错误的.若通电导线放置方 向与电流方向平行时,也不受磁场力作用,所以B选项也是错误的.在 磁场稳定的情况下,磁场内各点的磁感应强度(含大小和方向)都是 唯一确定的,C选项正确.磁场力方向与磁感应强度方向垂直,D选项 错误. 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用 二、安培力的方向和大小二、安培力的方向和大小 安培力的方向: 1.安培力
8、的方向总是既与磁场方向垂直,又与电流方向垂直,也就 是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面,但磁场方 向与电流方向并不一定垂直. 2.在具体判断安培力的方向时,由于受到电场力方向判断方法的 影响,有时错误地认为安培力的方向沿着磁场方向.为避免这种错 误,同学们应该把电场力和安培力进行比较,搞清力的方向与场的 方向的关系及区别.它们都是性质力,且都属于场力,分析如下: 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用 安培力的大小: 1.公式F=BIL中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时,F最大,F=B
9、IL; 当B与I平行时,F=0. 2.弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度(如图);相 应的电流沿L由始端流向末端. 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用 3.若磁场和电流成角时,如图所示. 可以将磁感应强度B正交分解成B=Bsin 和 B=Bcos ,而B 对电流是没有作用的. F=BIL=BILsin ,即F=BILsin . 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用 根据磁场对电流会产生作用力的原理,人们研制出一种新型的发 射炮弹的装置电磁炮,其原理如图所示,把待发射的炮弹(导体) 放置在强磁场中的两平行导轨上,给导轨通以大电
10、流,使炮弹作为 一个载流导体在磁场力的作用下沿导轨加速运动,并以某一速度发 射出去.那么,要提高发射速度,就要增大炮弹的加速度.请思考:通电 导体在磁场中受力与哪些因素有关呢? 答案:磁感应强度B、电流I、两导轨间的距离L. 触类旁通合作探究自主预习 一二三知识精要思考探究典题例解迁移应用 【例2】如图所示,把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方, 导线可以自由转动,当导线中通过如图所示方向的电流I时,试判断 导线的运动情况. 思路分析:把整段电流等效为多段直线电流元,运用左手定则判 断出每小段电流元受安培力的方向,从而判断出整段电流所受合力 的方向,最后确定运动方向. 触类旁通合作探究自主预
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