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        首页 高考人教四川专版物理选修3-1课件 第1部分 第三章 第2节 磁场对通电导线的作用——安培力

        高考人教四川专版物理选修3-1课件 第1部分 第三章 第2节 磁场对通电导线的作用——安培力.ppt

        高考人教四川专版物理选修3-1课件 第1部分 第三章 第2节 …

        简介:本文档为《高考人教四川专版物理选修3-1课件 第1部分 第三章 第2节 磁场对通电导线的作用——安培力ppt》,可适用于人文社科领域

        .磁场对通电导线的作用力称为安培力安培力的方向由左手定则判定。.当通电导线与磁场方向平行时导线不受安培力当通电导线与磁场方向垂直时导线受安培力作用其大小为F=BIL。.电动机是靠安培力做功将电能转化成机?#30340;?#30340;装置。.探究磁场对通电导线的作用()实验原理:将通电导线置于磁场中它将受到力的作用。取一蹄形磁铁认为它的两极间的磁场均匀将一通电线框置于蹄形磁铁的两极间。电流的大小可以由滑动变阻器调节通电导线在磁场中的长度可由并用的磁铁数目改变安培力的大小可通过弹簧测力计的读数求出。自学教材()实验装置:如图--所示。()实验器?#27169;?#38081;架台、蹄形磁体(个)线框弹簧测力计电流表电源、滑动变阻器开关导线若干。图--()实验过程:①按如图--所示装置安装、连接实验器材并使线框下端与磁场方向垂直。②在接通电路前先观察并记录下弹簧测力计的读数F。③接通电路调节滑动变阻器使电流表读数为I记录弹簧测力计的读数F。④继续调节滑动变阻器使电流表读数为IIhellipIn观察并记录弹簧测力计相应的读数FFhellipFn。⑤分别计算出F-FF-FF-FhellipFn-F并填入表格?#23567;"?#21015;出Ii与Fi-F(i=,,hellipn)的对应关系。⑦紧挨着蹄形磁体再并排放上一个相同的蹄形磁体(相同的极性在同一侧)。仍保持线框的竖直边在磁场区外重复③~⑥过程。IiAFi-FN()实验结论:①当通电导线与磁场方向平行时导线不受力。②当通电导线与磁场方向垂直时磁场对通电导线有力的作用力的大小与导线中的电流、导线长度和磁场强弱有关。精确实验表明:通电导线与磁场方向垂直时磁场对通电导线作用力的大小与导线长度和电流大小都成正比比例系数与导线所在位置的磁场强弱有关。.安培力的大小和方向()定义:磁场对通电导线的作用力。()公式:F=ILB。式中I的单位为安(A)L的单位为米(m)F的单位为牛(N)。()安培力方向的判定mdashmdash左手定则内容:伸出左手四指并拢使大拇指和其余四指垂直并且都跟手掌在同一平面内让磁感线垂直穿过手心四指指向沿电流方向则大拇指所指方向就是通电导线所受安培力的方向如图--所示。图--重点诠释.对安培力的理解()公式F=ILB是在通电导线与磁场方向垂直的情况下得出的。()安培力方向的特点:通电导线在磁场中受到的安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直或者说安培力方向垂直于电流方向和磁场方向所确定的平面。()当电流方向跟磁场方向不垂直时安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面所?#21248;?#21487;用左手定则?#30913;?#26029;安培力的方向只是磁感线不再垂直穿过手心。()注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关系:安培力的方向总是与磁场的方向垂直而电场力的方向与电场的方向平行。()安培定则和左手定则的区别:①安培定则确定的是电流方向和由电流产生的磁场方向之间的关系。②左手定则确定的是磁场方向、电流方向和电流所受磁场的作用力(安培力)的方向之间的关系。.电场力与安培力的区别电场力安培力研究对象点电荷电流元受力特点正电荷受力方向与电场方向相同负电?#19978;?#21453;安培力方向与磁场方向和电流方向都垂直判断方法结合电场线方向和电荷正、负判断用左手定则判断.在图--中标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向其中正确的是(  )图--解析:B选项导线和磁场方向平行故通电导线不受安培力作用再由左手定则C选项正确A、D错误。答案:C自学教?#27169;?#30452;流电动机的工作原理()直流电动机的构造:如图--所示是一个直流电动机的工作模型由磁场(磁体)、转动线圈、滑环(两个半?#19981;稟和B)、电刷及电源组成图--()工作原理:当电流由半?#19981;稟流入时则从B流出当电流由B流入时则从A流出。因此滑环在其中起了一个换向器的作用。当线圈通电后由于受到安培力的作用线圈在磁场?#34892;?#36716;起来。.电动机的分类()直流电动机。()交流电动机。重点诠释()两个半?#19981;稟和B的作用是改变线圈中的电流方向从而确保线圈中安培力的方向与线圈转动方向一致。()无论直流电动机还是交流电动机无论其结构多复杂但都是利用磁场对通电导线的作用把电能转化为机?#30340;?#30340;。.下列关于直流电动机的说法错误的是(  )A.直流电动机是将电能转化为机?#30340;?#30340;装置B.直流电动机能把电能全部转化为动能C.直流电动机是依靠磁场对电流的作用工作的D.直流电动机工作时?#19981;?#26377;发热现象是电流的热效应解析:从能量角度来看直流电动机是把电能转化成机?#30340;?#30340;装置。其工作原理是利用了磁场对电流的作用。但由于线圈有一定的电阻直流电动机在工作过程中会产生一定的焦耳?#21462;?#31572;案:B例 如图--所示一金属直杆MN两端接有导线悬挂于线圈上方MN与线圈轴线均处于竖直平面内为使MN垂直于纸面向外运动可以(  )图--A.将a、c端接在电源正极b、d端接在电源负极B.将b、d端接在电源正极a、c端接在电源负极C.将a、d端接在电源正极b、c端接在电源负极D.以上判断都不正确思路点拨 首先分析导线MN处线圈产生的磁场分布情况再根据左手定则判断MN的受力情况。解析 按照A选项中接法由安培定则知螺线管上端为N极MN中电流方向自左向右由左手定则知MN垂直于纸面向外运动。B选项中的接法使螺线管上端为S极MN中电流方向自右向左故由左手定则可判断MN垂直于纸面向外运动所以A、B正确。而C选项中螺线管上端为S极MN中电流方向自左向右则由左手定则可判知MN垂直于纸面向内运动所以选项C不正确。答案 AB对于这类ldquo安培定则rdquoldquo左手定则rdquo同时应用的题目弄清它们的应用范围是分析问题的关键。安培定则适用于分析ldquo因电而生磁rdquo类问题而ldquo左手定则rdquo适用于分析ldquo因电而受力rdquo类问题。.如图--所示一根长直导线穿过载有恒定电流的金属环的?#34892;?#19988;垂直于环面。导线中和?#20998;?#30005;流方向如图所示那么金属环受到的磁场力为(  )A.沿?#19981;?#21322;径向外B.等于零C.沿?#19981;?#21322;径向内D.水平向左图--解析:环形电流与直线电流激发的磁场处处平行故环形电流I不受磁场力。故B正确。答案:B例 如图--所示把轻质导电线圈用绝缘细线悬?#20197;?#30913;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?#20849;?#21160;D.无法确定图--审题指导 解答本题应注意以下三点:()熟悉条形磁铁周围空间的磁场分布。()通电线圈可等效成小磁针。()通电线圈?#37096;?#30475;成由许多电流元组成。解析 法一:等效法。把通电线圈等效成小磁针。由安培安则线圈等效成小磁针后左端是S极右端是N极异名磁极相吸引线圈向左运动。法二:电流元法。如图所示取其中的上、下两小段分析根据其?#34892;?#23545;称性线圈所受安培力的合力水平向左故线圈向左运动。答案 A判断安培力作用下导体运动方向的常用方法电流元法把整段导线分为多段电流元先用左手定则判断每段电流元受安培力的方向然后判断整段导线所受安培力的方向从而确定导线运动方向等效法环形电流可等效成小磁针通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流?#22402;?#26469;等效也成立特殊位置法通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置然后判断其所受安培力的方向从而确定其运动方向结论法对于两平行直线电流同向电流互相吸引反向电流互相排斥两不平行的直线电流相互作用时有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题?#19978;?#20998;析电流在磁体磁场中所受的安培力然后由牛顿第三定律确定磁体所受电流磁场的反作用力从而确定磁体所受合力及运动方向.如图--所示在蹄形磁铁的上方用橡皮绳悬挂一根直导线CD当导线中通有沿CD方向的电流时在磁场力的作用下直导线CD将(  )A.向下平动橡皮绳再伸长一些B.向纸面外平动橡皮绳再伸长一些C.C端向纸面外转动D端向纸里转动橡皮绳再伸长一些D.D端向纸面外转动C端向纸里转动橡皮绳缩短一些图--解析:用左手定则判断导线CD左边受安培力垂直纸面向外导线CD右边受安培力垂直于纸面向里故C端向纸面外转动D端向纸面里转动同时CD还受到向下的安培力故橡皮绳中张力增大橡皮绳的伸长量也增大一些故C正确。答案:C例 在倾角为theta的光滑斜面?#25103;?#32622;一通有电流I长l质?#35838;猰的导体棒如图--所示试问:()欲使棒静止在斜面上外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向。()欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向。图--审题指导 解答本题时应注意以下三点:()斜面光滑棒不受摩擦力作用棒静止其合力为零。()导体棒平衡所受安培力最小对应磁感应强度最小。()若棒对斜面无压力必有安培力与棒重力等大反向。解析 ()此时棒受三个力作用且合力为零如图所示当安培力F与支持力N垂直时F最小此时F=mgsintheta①又F=BIl②由①②得B=eqf(mgsintheta,Il)由左手定则可判断B的方向垂直斜面向上。()棒对斜面无压力时受两个力作用则安培力与重力平衡安培力方向竖直向上由左手定则B的方向水平向左。由BIl=mg所以B=eqf(mg,Il)方向水平向左。答案 ()eqf(mgsintheta,Il) 垂直斜面向上 ()eqf(mg,Il) 水平向左这是一道力、电、磁综合问题解决这类问题的基本思路是:()若是立体图则先将立体图转换为平面图。()对物体受力分析要注意安培力方向的确定。()根据平衡条件或物体的运动状态列出方程。()如果用到其他规律如闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律、能量的转化与守恒等也要列出相应的方程。()解方程求解并验证结果。

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