探究安培力课件.ppt

第三节 探究安培力,一、探究安培力的方向,问题1：安培力的方向与哪些因素有关？,电流的方向,磁场的方向,一、安培力的方向,问题2：怎样直观地判断安培力的方向？,闭合电键，观察导体棒在磁场中摆起的情况,一、安培力的方向,问题3：实验时，如何改变电流和磁场的方向,一、安培力的方向,一、安培力的方向,结论：安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直。,水平向右,水平向左,水平向右,水平向左,一、安培力的方向,左手定则,左手定则,磁场对导线作用力为零,【习题1】,画出图中直导线受到的安培力方向,【注意】不管电流方向与磁场方向是否垂直，安培力的方向总是垂直于电流方向与磁场方向所确定的平面,即总有FI和FB,【习题2】,下面的各图显示了磁场对通电直导线的作用，其中正确的是（）,单选题,【答案】C,【习题2】,把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法正确的是（）A.安培力的方向一定跟磁场方向相同B.安培力的方向一定跟磁场方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C.安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁场方向垂直D.安培力的方向一定跟电流方向垂直，也一定跟磁场方向垂直,【分析】总有FI和FB,单选题,【答案】D,【习题3】,如下图，请解释：当两条平行直导线通过相同电流时，导线之间的关系是吸引；当两条平行直导线通过相反电流时，导线之间的关系是排斥；,右手定则判断磁场方向左手定则判断安培力方向,【实验方法】控制变量法,猜想：安培力的大小与哪些因素有关？,二、安培力的大小,电流的大小,通电导线的长度,磁场的强弱,磁场方向与电流方向关系,1、当通电导线方向与磁场方向平行时，通电导线所受的安培力的大小为_,二、安培力的大小,零,实验1：当通电导线长度一定时，安培力与电流的关系？,2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下：,二、安培力的大小,安培力大小与电流有关,实验2：当电流一定时，安培力与通电导线长度的关系？,2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下：,二、安培力的大小,安培力大小与通电导线长度有关,【实验结论】,2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下：,结论：通电导线在同一磁场中受到的安培力大小与导线长度和电流的有关,FIL,二、安培力的大小,精准实验表明：同一磁场中，不管电流I和导线长度L怎样变化，比值F/IL总是确定的；不同的磁场中，比值F/IL一般是不同的；,2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下：,二、安培力的大小,反映磁场的强弱,由磁场本身决定,同一磁场中，不管电流I和导线长度L怎样变化，比值F/IL总是确定的；不同的磁场中，比值F/IL一般是不同的；,比值,定义：物理学规定，通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F与跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值。（用B表示）,（比值定义）,磁感应强度,定义式：,单位：特斯拉，简称特，符号T，1T=1N/Am,性质：由磁场本身决定；矢量，方向与磁场的方向相同。,物理意义：描述磁场强弱和方向的物理量。,磁感应强度,磁感应强度,磁感应强度与磁感线的关系：,磁感线上某点的切线方向即为该处的磁感应强度方向；,磁感线的疏密表示磁感应强度的强弱；,【习题1】,关于磁感应强度，下列说法正确的是（）A.在磁场中某确定位置，B与F成正比，与I、L的乘积成反比B.磁感线的指向就是磁感应强度的方向C.垂直磁场放置的通电导线的受力方向即是磁感应强度的方向D.磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、导线长度、导线取向无关,答案：D,单选题,磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线，它的电流强度是2.5A，导线长1cm，它受到的安培力为5x10-2N，则这个位置的磁感应强度是多大？,【习题2】,定义：磁感应强度的大小和方向处处相同的磁场区域；,思考：什么叫匀强磁场？,磁感应强度,磁感线分布：间隔均匀、彼此平行的直线；,FBIL,二、安培力大小,由 B=F/IL,得 F=BIL,思考:当B与I不垂直,F=?,二、安培力大小,二、安培力大小,安培力的表达式：,（1）当I与B垂直时，F=BIL,（2）当I与B平行时，F=0,（3）当I与B夹角为时，F=BILsin,二、安培力大小,安培力的表达式：,公式适用于导体所在范围内B是一个恒量,为电流方向与磁场方向之间的夹角,注意：,思考1：,如下图所示，直导线长1m，电流I=0.5A，磁场强度B=2T，求导线受到的安培力大小；,I,思考2：,如下图所示，两根直导线各长1m，夹角60，电流I=0.5A，磁场强度B=2T，求导线受到的安培力大小；,60,L指的是“有效长度”，对于弯曲导线的有效长度L，应等效于连接两端点直线的长度，相应的电流方向应沿等效长度L由始端流向末端,L指的是“有效长度”,【习题1】,一根长为0.2m的电流为2A的通电直导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，求：（1）电流方向与磁感应强度方向互相垂直时，通电直导线受到的安培力大小为多少？（2）电流方向与磁感应强度方向夹角为60时，通电直导线受到的安培力大小为多少？（3）电流方向与磁感应强度方向平行时，通电直导线受到的安培力大小为多少？,【习题2】,一根长为0.2m的电流为2A的通电直导线，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的安培力大小可能是（）A.0.4N B.0.2NC.0.3N D.0,答案：BD,双选题,【习题3】,电磁炮是一种兵器，原理如图，装置可以把质量为20g的弹体（包括金属杆EF的）的质量发射出去。若轨道宽2m，电流为10A，磁感应强度为1T，经过t=0.5s的加速，问弹体射出的速度是多少？,E,F,探究安培力,小结,安培力,方向,左手定则,磁场的定量描述,磁感应强度,大小F=BILsin,