高二物理課件人教版選修3-1：《磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 2 3 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)能力1 安培力 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用 磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁場(chǎng)的強(qiáng)弱 安培力的方向 左手定則 伸開(kāi)左手 使拇指跟其余四指垂直 并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi) 讓磁感線穿入手心 并使四指指向電流的方向 那么 拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向 電動(dòng)機(jī)原理實(shí)驗(yàn)儀器 三塊相同的蹄形磁鐵 一根直導(dǎo)線 直流電源 支架 一 安培力1 前言 既然通電導(dǎo)線能產(chǎn)生磁場(chǎng) 它本身也相當(dāng)于一個(gè)磁體 那么通電導(dǎo)線是否也受到磁場(chǎng)力的作用呢 實(shí)驗(yàn)研究 2 實(shí)驗(yàn) 把一段直導(dǎo)線放到磁場(chǎng)中 當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過(guò)時(shí) 可以看到原來(lái)靜止的導(dǎo)線會(huì)發(fā)行運(yùn)動(dòng) 裝置示意圖 3 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí) 它所受的安培力最大當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向一致時(shí) 導(dǎo)線不受安培力當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí) 它所受的安培力介于最大值和0之間 4 安培力 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力稱為安碚力F 5 思考 影響安培力大小的因素有哪些 垂直時(shí) 6 猜想 導(dǎo)線的長(zhǎng)度L 電流的大小I再做實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 三塊相同的磁鐵并排放置 可認(rèn)為磁極間的磁場(chǎng)是均勻的 將一根直導(dǎo)線懸掛在磁鐵的兩極間 有電流通過(guò)時(shí)導(dǎo)線將擺動(dòng)一個(gè)角度 通過(guò)這個(gè)角度可以比較導(dǎo)線所受安培力的大小 分別接通 2 3 和 1 4 可以改變導(dǎo)線通電部分的長(zhǎng)度 電流強(qiáng)弱由外部電路控制 1 L不變 改變I 2 I不變 改變L 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) 在同一磁場(chǎng)中 電流一定時(shí) 通電導(dǎo)線越長(zhǎng) 導(dǎo)線所受安培力越大 精確的實(shí)驗(yàn)表明 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力的大小 既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度L成正比 又與導(dǎo)線中的電流I成正比 即與I和L的乘積成正比 用公式表示為 F BILB是比例系數(shù) 在同一磁場(chǎng)中 通電導(dǎo)線長(zhǎng)度一定時(shí) 電流越大 導(dǎo)線所受安培力越大 二 磁感應(yīng)強(qiáng)度1 討論比值的情況 對(duì)于不同的磁場(chǎng) 比例關(guān)系都成立 但在不同的磁場(chǎng)中 比例系數(shù)B不一樣 2 定義 比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度 3 定義式 4 物理意義 反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱5 勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)的某一區(qū)域里 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同 這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫勻強(qiáng)磁場(chǎng) 6 單位 在國(guó)際單位制中 磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉 簡(jiǎn)稱特 國(guó)際符號(hào)是T 1T的物理意義 7 B的一般大小 常見(jiàn)的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度約是3 10 5T 7 10 5T 永磁鐵磁極附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度約是10 3T 1T 在電機(jī)和變壓器的鐵芯中 磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)0 8T 1 4T8 方向 把某一點(diǎn)磁場(chǎng)的方向定義為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向 磁場(chǎng)的方向 小磁針靜止時(shí)N極所指的方向沿磁感線的切線方向磁感應(yīng)強(qiáng)度全面地反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向 三 安培力的方向 左手定則 F方向 既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直 又跟電流I的方向垂直 四 電動(dòng)機(jī)1 思考 如果放在磁場(chǎng)中不是一段通電導(dǎo)線 而是一個(gè)通電的矩形線圈abcd 會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象 2 電動(dòng)機(jī)基本構(gòu)造 定子和轉(zhuǎn)子 3 功率有大有小 分直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)4 應(yīng)用 看插圖 直流電動(dòng)機(jī)示意圖 視頻 小結(jié)一 安培力1 概念 通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力稱為安碚力F2 大小 F BIL3 方向 F B F I F垂直I B所在平面 左手定則確定二 磁感應(yīng)強(qiáng)度1 公式 2 物理意義 反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱3 單位 特斯拉 簡(jiǎn)稱特 國(guó)際符號(hào)是T4 方向 與該處磁場(chǎng)方向同5 勻強(qiáng)磁場(chǎng) B的大小和方向處處相同 這個(gè)區(qū)域叫勻強(qiáng)磁場(chǎng) 一 安培力 1 安培力 2 IB時(shí) F最大 I B時(shí) F最小 等于零 1 F IL的意義 二 磁感應(yīng)強(qiáng)度 3 F BIL 2 定義 二 磁感應(yīng)強(qiáng)度 4 單位 5 方向 6 勻強(qiáng)磁場(chǎng) 3 公式 在磁場(chǎng)中放一根與磁場(chǎng)方向垂直的通電導(dǎo)線 它的電流強(qiáng)度是2 5A 導(dǎo)線長(zhǎng)1cm 它受到的安培力為5 10 2N 則 這個(gè)位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大 如果把通電導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度增大到5A時(shí) 這一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)是多大 如果通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中某處不受磁場(chǎng)力 是否肯定這里沒(méi)有磁場(chǎng) 例題 解 應(yīng)為2T 有兩種可能 a 該處沒(méi)有磁場(chǎng) b 該處有磁場(chǎng) 只不過(guò)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行 不能肯定 由左手定則判斷四個(gè)圖中所標(biāo)方向是否正確紅色箭頭表示電流方向 圖2 3 9安培的平行導(dǎo)線實(shí)驗(yàn) 你能判定通電后它們之間作用力的方向嗎 用一塊蹄形磁鐵慢慢地接近發(fā)光的白熾燈泡 可以看到燈絲顫抖起來(lái) 猜猜看 燈絲里通過(guò)怎樣的電流 才能使燈絲顫抖 鞏固練習(xí) 1 下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 A 磁場(chǎng)中某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 就是通以電流I 長(zhǎng)為L(zhǎng)的一段很短的導(dǎo)線放在該處時(shí)所受安培力F與I L的乘積的比值 B 一段很短的通電導(dǎo)線放在某處不受安培力作用 則該處一定沒(méi)有磁場(chǎng) C 一段很短的通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中A處時(shí)受安培力比放在B處大 則A處磁感應(yīng)強(qiáng)度可能比B處磁感應(yīng)強(qiáng)度大 D 因?yàn)锽 F IL 所以某處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B跟磁場(chǎng)力F成正比 跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL成反比 ABD 鞏固練習(xí) 鞏固練習(xí) 3 如圖所示 表示一根放在磁場(chǎng)里的通電直導(dǎo)線 直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直 圖中已分別標(biāo)明電流 磁感應(yīng)強(qiáng)度和安培力這三個(gè)物理量中兩個(gè)的方向 請(qǐng)標(biāo)出第三個(gè)量的方向 一 安培力 1 安培力 2 IB時(shí) F最大 I B時(shí) F最小 等于零 1 F IL的意義 二 磁感應(yīng)強(qiáng)度 3 F BIL 2 定義 4 單位 5 方向 6 勻強(qiáng)磁場(chǎng) 1 大小 2 方向 左手定則 F BIL IB 3 公式 三 安培力的大小和方向 練習(xí) 垂直于紙面向外 下面各圖中 知I B方向 畫(huà)F方向 課堂練習(xí)和課外作業(yè) 課堂練習(xí) P36問(wèn)題與練習(xí)4課外作業(yè) P36問(wèn)題與練習(xí)1 2 4 課堂練習(xí)和課外作業(yè) 課堂練習(xí) P36問(wèn)題與練習(xí)4課外作業(yè) P36問(wèn)題與練習(xí)1 2 4 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全