1、第2节 磁场对通电导线的作用安培力,课堂探究,自主学习,达标测评,自主学习 课前预习感悟新知,目标导航,(教师参考),重点:安培力的大小和方向左手定则 难点:(1)安培力方向的判断 (2)安培力作用下导体的运动,教材梳理,一、安培力 1.定义:磁场对 的作用力. 2.大小 (1)当IB时,F= (B是与导线所在位置的磁场强弱有关的物理量). (2)当IB时,F=0.,3.方向 (1)方法:用左手定则判断. (2)左手定则:伸出左手,四指并拢,使大拇指和其余四指 ,并且都跟手掌在 ,让磁感线垂直穿过手心,四指指向沿 方向,则 所指方向就是通电导线所受安培力的方向.,通电导线,ILB,垂直,同一平
2、面内,电流,大拇指,答案:每一条通电直导线均处在另一直导线电流的磁场中,根据安培定则可判断出导线电流磁场的方向,再根据左手定则可判断出每一条直导线所受的安培力,由此可知,反向电流相互排斥,同向电流相互吸引.,二、电动机安培力的主要应用 1.组成:直流电动机由磁场、 、 、电刷、电源组成. 2.工作原理:线圈通电后,由于受到 的作用而旋转. 3.应用:使电能转化为 .,转动线圈,滑环,安培力,机械能,想一想 教材P86图3-2-4中,为什么两条通电直导线中电流方向相反时排斥,电流方向相同时吸引?,1.通电导线在磁场中不一定受安培力.( ) 2.一通电导线只有垂直放在磁场中时,才受到磁场给它的安培
3、力.( ) 3.通电导线所受安培力的方向与磁场的方向相同.( ) 4.安培力的方向与电流方向平行.( ) 5.电动机转动方向与电流方向无关.( ),思考判断,答案:1. 2. 3. 4. 5.,要点一 安培力方向的判定,课堂探究 核心导学要点探究,【问题导学】 将一个正电荷q放入电场强度为E的匀强电场中,如图(甲)所示.将一段长L、通电电流为I的导体棒放入磁场强弱为B的磁场中,如图(乙)所示.请探究以下几个问题:,(1)正电荷若从静止状态释放,受电场力方向如何? 正电荷若以垂直于场强E且方向向下的初速度运动,则所受电场力方向又如何? (2)若导体棒与磁场的方向平行放置,通电导体棒所受安培力方向
4、如何? 若导体棒与磁场的方向垂直放置且I向上,通电导体棒所受安培力方向 如何? 若导体棒与磁场的方向夹角为放置,通电导体棒所受安培力方向又 如何?,答案:(1)沿E的方向,水平向右.(正电荷所受电场力的方向与E同向.) 沿E的方向,水平向右.(正电荷所受电场力的方向与E同向,与运动方向无关.) (2)不受安培力. 垂直于纸面向里. 垂直于纸面向里.,【要点归纳】 1.安培力的方向既与电流方向垂直,又与磁场方向垂直,即安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面,但磁场方向和电流方向并不一定垂直.,2.电场力与安培力比较,【例1】 (多选)在下列选项的匀强磁场中,已经标出了电流I和磁场B以及磁场
5、对电流作用力F三者的方向,其中正确的是( ),ABD,解析:根据左手定则可知A,B,D三图中电流、磁场、安培力方向均和左手定则中要求方向一致,选项A,B,D正确;C图中电流和磁场方向一致,不受安培力,故选项C错误.,规律方法 左手定则应用的两个要点 (1)安培力的方向既垂直于电流的方向,又垂直于磁场的方向,所以应用左手定则时,必须使大拇指指向与四指指向和磁场方向均垂直. (2)由于电流方向和磁场方向不一定垂直,所以磁感线不一定垂直穿入手掌,可能与四指方向成某一夹角,但四指一定要指向电流方向.,(教师备用) 例1-1:在如图所示的各图中,表示磁场方向、电流方向及导线受力方向的图示正确的是( ),
6、A,解析:根据左手定则判断,A正确;B图中F的方向水平向左,B不正确;C图中F的方向水平向左,C不正确;D图中,F=0,D不正确.,针对训练1-1:如图所示,均匀绕制的螺线管水平放置,在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A,A与螺线管垂直,A导线中的电流方向垂直纸面向里,开关S闭合,A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( ) A.竖直向下 B.竖直向上 C.水平向右 D.水平向左,B,解析:首先根据安培定则判断通电螺线管在A处产生的磁场方向:水平向左.根据左手定则判断可知:A受到通电螺线管磁场的作用力的方向:竖直向上,故选项A,C,D错误,B正确.,要点二 安培力作用下导体运动的判断
7、,【问题导学】 应用左手定则时应注意什么?,答案:应用左手定则时,四指指向电流方向,大拇指指向安培力方向,但磁感线不一定垂直穿过掌心,磁感线要与大拇指垂直,不一定与四指垂直.,【要点归纳】 判断安培力作用下导体运动的方法总结如下:,【例2】如图所示,在一水平放置的磁铁右侧,悬挂着一个圆形通电线圈,开始时线圈在外力的作用下静止在与纸面垂直的竖直面内.图中实线表示线圈在纸面外的部分,虚线表示线圈在纸面后的部分,电流方向如图.当撤去维持线圈静止的外力后( ) A.线圈将向左摆动 B.线圈将向右摆动 C.线圈将顺时针转动(俯视) D.线圈将逆时针转动(俯视),B,解析:法一 等效法.可以把圆形通电线圈
8、等效成如图(甲)所示的条形磁铁,可见两条形磁铁相互排斥,线圈将向右摆动,选项B正确,A,C,D错误.法二 电流元法.如图(乙)所示,取其中的上、下两小段分析,根据中心对称性,线圈所受安培力的合力水平向右,线圈向右运动,选项B正确.,(甲),(乙),规律方法 判断导体在磁场中运动情况的一般思路 (1)不管是电流还是磁体,对通电导体的作用都是通过磁场来实现的,因此必须要清楚导体所在位置的磁场分布情况. (2)结合左手定则准确判断导体所受安培力的方向. (3)由导体的受力情况判定导体的运动方向.,针对训练2-1:(2017开封高二检测)如图所示,O为圆心,KN,LM是半径分别为ON,OM的同心圆弧,
9、在O处垂直纸面有一载流直导线,电流方向垂直纸面向外,用一根导线围成如图KLMN所示的回路,当回路中沿图示方向通过电流时(电源未在图中画出),此时回路( ) A.将向左平动 B.将向右平动 C.将在纸面内绕通过O点并垂直纸面的轴转动 D.KL边将垂直纸面向外运动,MN边垂直纸面向里运动,解析:因为通电直导线的磁感线是以O为圆心的一组同心圆,磁感线与KN边,LM边平行,所以KN边,LM边均不受力.根据左手定则可得,KL边受力垂直纸面向外,MN边受力垂直纸面向里,故选项D正确.,D,达标测评 随堂演练检测效果,1.关于通电导线所受安培力F的方向、磁场B的方向和电流I的方向之间的关系,下列说法正确的是
10、( ) A.F,B,I三者必须保持相互垂直 B.F必须垂直B,I,但B,I可以不相互垂直 C.B必须垂直F,I,但F,I可以不相互垂直 D.I必须垂直F,B,但F,B可以不相互垂直,B,解析:安培力F总是与磁感应强度B和电流I决定的平面垂直,但B与I(即导线)可以垂直,也可以不垂直,通电导线受安培力时,力F与磁场及导线都是垂直的,故选项A,C,D错误,B正确.,解析:由左手定则可判断C项正确,选项D中不受安培力.,2.下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力,其中正确的是( ),C,3.一段通电导线平行于磁场方向放入匀强磁场中,导线上的电流方向由左向右,如图所示.在导线以其中心点为轴转动90
11、的过程中,导线受到的安培力( ) A.大小不变,方向不变 B.由零增大到最大,方向时刻改变 C.由最大减小到零,方向不变 D.由零增大到最大,方向不变,D,解析:导线转动前,电流方向与磁场方向平行,导线不受安培力;当导线转过一个小角度后,电流与磁场不再平行,导线受到安培力的作用;当导线转过90时,电流与磁场垂直,此时导线所受安培力最大.根据左手定则判断知,力的方向始终不变,选项D正确.,4.如图所示,在水平放置的光滑绝缘杆ab上,挂有两个相同的金属环M和N.当两环均通以图示方向的电流时,下列说法中正确的是( ) A.两环静止不动 B.两环互相靠近 C.两环互相远离 D.两环同时向左运动,解析:两环通以同向电流,所以它们受到的安培力的效果是相互吸引,故两环互相靠近.,B,5.如图所示为电动机的简化模型,线圈abcd可绕轴O1O2自由转动.当线圈中通入如图所示的电流时,顺着O1O2的方向看去,线圈将( ) A.顺时针转动 B.逆时针转动 C.仍然保持静止 D.既可能顺时针转动,也可能逆时针转动,解析:根据左手定则可判断cd受到的安培力向下,ab受到的安培力向上,线圈将沿顺时针转动.,A,谢谢观赏！,
