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2-3《磁场对通电导线的作用》PPT


2.3《磁场对通电导线 的作用》

教学目标
知识能力 1、安培力:通电导体在磁场中受到力的作用 2、磁感应强度------磁场的强弱 3、安培力的方向:左手定则:伸开左手.使拇指跟 其余四指垂直.并且都跟手掌在同一个平面内,让磁 感线穿入手心.并使四指指向电流的方向.那么.拇 指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向。 4、电动机原理 实验仪器:

三块相同的蹄形磁铁、一根直导线、直流电源、支 架

一、安培力 1、前言 :既然通电导线能产生磁场,它本身也相当于一个 磁体,那么通电导线是否也受到磁场力的作用呢?实验研究。 2、实验:把一段直导线放到磁场中,当导线中有电流通过 时,可以看到原来静止的导线会发行运动。装置示意图:

N
A S

3、实验现象: 当导线方向与磁场方向垂直时,它所受的安培力最大

当导线方向与磁场方向一致时,导线不受安培力
当导线方向与磁场方向斜交时,它所受的安培力介于最 大值和0之间。 4、安培力:通电导体在磁场中受到的力称为安碚力F。 5、思考:影响安培力大小的因素有哪些?(垂直时)

6、猜想: ①导线的长度L ②电流的大小I
再做实验

实验:三块相同的磁铁 并排放置,可认为磁极间 的磁场是均匀的。 将一根直导线悬挂在 磁铁的两极间,有电流通 过时导线将摆动一个角度, 通过这个角度可以比较导 线所受安培力的大小。 分别接通“2、3”和 “1、4” 可以改变导线通 电部分的长度,电流强弱 由外部电路控制。 (1)L不变,改变I (2)I不变,改变L

实验发现: ①在同一磁场中,通电导线长度一定时,电 流越大,导线所受安培力越大;

②在同一磁场中,电流一定时,通电导线越长, 导线所受安培力越大。 精确的实验表明,通电导线在磁场中受到的 安培力的大小,既与导线的长度L成正比,又 与导线中的电流I成正比,即与I和L的乘积成 正比 。 用公式表示为:F=BIL B是比例系数

二、 磁感应强度 1、 讨论比值

F / 的情况 : IL

对于不同的磁场,比例关系都成立,

但在不同的磁场中,比例系数B不一样。
2、定义:比值 叫磁感应强度。

3、定义式:

F / IL

F 4、物理意义:反映磁场的强弱 B ? IL 5、匀强磁场:磁场的某一区域里,磁感应强度的大小

和方向处处相同,这个区域的磁场叫匀强磁场。

6、单位: 在国际单位制中, 磁感应强度的单位是 特斯拉,简称特,国 际符号是 T 。 1T的物理意义:
1T ? 1 N A?m

7、B的一般大小: 常见的地磁场磁感应强度约是3×10-5T~7×10-5 T,永 磁铁磁极附近的磁感应强度约是10-3 T~1T。 在电机和变压器的铁芯中,磁感应强度可达0.8T~1.4T

8、方向: 把某一点磁场的方向定义为该点的磁感应强度的方向。 磁场的方向: 小磁针静止时N 极所指的方向
沿磁感线的切线方向 磁感应强度全面地反映了磁场的强弱和方向。

三、 安培力的方向——左手定则
左手定则:
F方向,既跟磁感应强 度B的方向垂直,又跟 电流I的方向垂直。

伸开左手,使大拇指 跟其余四个手指垂直,并 且都跟手掌在一个平面内, 把手放入磁场中,让磁感 线垂直穿入手心,并使伸 开的四指指向电流的方向, 那么,大拇指所指的方向 就是通电导线在磁场中所 受安培力的方向。

F
I B

四、电动机
1、思考:如果放在磁场中不是一段通电导线,而 是一个通电的矩形线圈abcd,会发生什么现象? 2、电动机基本构造:定子和转子。 3、功率有大 有小; 分直流电动机 和交流电动机

4、应用:
看插图

直流电动机示意图

视频

小结 一、安培力

1、概念:通电导体在磁场中受到的力称为安碚力F
2、大小:F=BIL 3、方向:F⊥B,F ⊥ I,F垂直I、B所在平面。 左手定则确定 二、磁感应强度

1、公式:

B ?

F IL

2、物理意义:反映了磁场的强弱 3、单位:特斯拉,简称特,国际符号是 T 4、方向:与该处磁场方向同 5、匀强磁场:B的大小和方向处处相同,这个区域叫匀强磁场。

二、磁感应强度 例题: 在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2.5 A,导线长1 cm,它受到的安培力为5×10-2 N, 则: ①这个位置的磁感应强度是多大? ②如果把通电导线中的电流强度增大到5 A时,这一点的 磁感应强度应是多大? ③如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否肯定这里 没有磁场。 解:①
F IL

B ?

?

5 ? 10

?2

N
?2

2 .5 A ? 1 ? 1 0

? 2T
m

一.安培力 1.安培力 2.I? B 时,F 最大;I //B 时,F 最小,等 3. F= 于零。 BIL 二.磁感应强 1.F/IL的意 度 2.定义: 义 F B 3.公式: ? IL 4.单位: 5.方向: 6.匀强磁场

②应为2T ③不能肯定。 有两种可能:(a)该处没有磁场,(b)该处 有磁场,只不过通电导线与磁场方向平行。

由左手定则判断四个图中所标方向是否正确 红色箭头表示电流方向

图2.3-9 安培的 平行导线 实验。

你能判 定通电后 它们之间 作用力的 方向吗?

用一块蹄形磁 铁慢慢地接近发 光的白炽灯泡。 可以看到灯丝颤 抖起来。 猜猜看,灯丝 里通过怎样的电 流,才能使灯丝 颤抖

1.下列说法中错误的是 ( ABD ) A.磁场中某处的磁感应强度的大小,就是通以电流 I,长为L的一段很短的导线放在该处时所受安培力 F与I、L的乘积的比值。 B.一段很短的通电导线放在某处不受安培力作用,则 该处一定没有磁场。 C.一段很短的通电导线放在磁场中A处时受安培力比放 在B处大,则A处磁感应强度可能比B处磁感应强度大。 D.因为B=F/(IL),所以某处的磁感应强度B跟磁场力F 成正比,跟电流强度I和导线长度L的乘积IL成反比。

2.如图所示,表示一根放在磁场里的通电直导线,直 导线与磁场方向垂直。图中已分别标明电流、磁感应 强度这两个物理量的方向,请标出安培力的方向。 (用“ ·”表示磁感线垂直于纸面向外,“×”表示磁 感线垂直于纸面向里;“⊙” 表示电流垂直于纸面向 外,“ ” 表示电流垂直于纸面向里。)
× × × × I × × × × × × × × × × × × F B

3.如图所示,表示一根放在磁场里的通电直导线, 直导线与磁场方向垂直。图中已分别标明电流、 磁感应强度和安培力这三个物理量中两个的方向, 请标出第三个量的方向。
B F

F I (1)

.I

B

(2)

? 练习: ? 下面各图中,知I、B方向, ? 画F方向
F F
(垂直于纸 面向外)

一.安培力 1.安培力 2.I ? B 时,F 最 大;I //B 时,F 最小,等于零。
3. F=BIL 二.磁感应强度 1.F/IL的意义 2.定义: F B ? 3.公式: IL 4.单位: 5.方向: 6.匀强磁场 三.安培力的大 小和方向 1.大小: 2.方向: 左手定则

F

F=BIL(I ? B )

课堂练习和课外作业
课堂练习: 课外作业: P36 问题与练习 4 P36 问题与练习 1、2、4

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