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1、通电导线在磁场中受到的力课件第1页，本讲稿共22页【复习复习】历史上最早发现电流的磁效应的人物历史上最早发现电流的磁效应的人物是谁呢？是谁呢？思考与讨论思考与讨论 反过来思考：磁针对通电导线有无力的作反过来思考：磁针对通电导线有无力的作反过来思考：磁针对通电导线有无力的作反过来思考：磁针对通电导线有无力的作用？用？用？用？奥斯特：奥斯特：通电导线对磁针有力的作用通电导线对磁针有力的作用 作用力与反作用力。作用力与反作用力。磁场对通电磁场对通电导线也有力的作用导线也有力的作用安培力。安培力。第2页，本讲稿共22页安培简介：安培简介：17751775年年年年出出出出生生生生于于于于法法法法国国国国
2、里里里里昂昂昂昂一一一一个个个个富富富富商商商商家家家家庭庭庭庭。18241824年年年年担担担担任任任任法法法法兰兰兰兰西西西西学学学学院院院院实实实实验验验验物物物物理理理理学学学学教教教教授授授授。18271827年年年年，安安安安培培培培将将将将他他他他的的的的电电电电磁磁磁磁现现现现象象象象的的的的研研研研究究究究综综综综合合合合在在在在电电电电动动动动力力力力学学学学现现现现象象象象的的的的数数数数学学学学理理理理论论论论一一一一书书书书中中中中 ，这这这这是是是是电电电电磁磁磁磁学学学学史史史史上上上上一一一一部部部部重重重重要要要要的的的的经经经经典典典典论论论论著著著著，对对
3、对对以以以以后后后后电电电电磁磁磁磁学学学学的的的的发发发发展展展展起起起起了了了了深深深深远远远远的的的的影影影影响响响响。人人人人们们们们为为为为了了了了纪纪纪纪念念念念他他他他，把把把把磁磁磁磁场场场场对对对对通通通通电电电电导导导导线线线线的的的的电电电电磁磁磁磁作作作作用用用用力力力力叫叫叫叫做做做做安培力。安培力。安培力。安培力。安培力：磁场对电流的作用力。安培力：磁场对电流的作用力。安培力：磁场对电流的作用力。安培力：磁场对电流的作用力。第3页，本讲稿共22页 实验表明实验表明：通电导体在磁场中受力方：通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关。向与电流方向和磁场方向有关。
4、第4页，本讲稿共22页安培力：通电导线在磁场中受到的力安培力：通电导线在磁场中受到的力一、安培力的方向一、安培力的方向演示：按照右图所示进行实验。演示：按照右图所示进行实验。1 1、改变导线中电流的方向，观察受力方、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。向是否改变。2 2、上下交互磁场的位置以改变磁场、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。的方向，观察受力方向是否变化。第5页，本讲稿共22页实验结果分析实验结果分析试画出下述两实验结果的正视图：试画出下述两实验结果的正视图：B BB BI I I IF F F FI I I IF F F F第6页，本讲稿共22页左手定
5、则（左手定则（left-hand ruleleft-hand rule）实验结论实验结论实验结论实验结论：安培力的方向：安培力的方向：安培力的方向：安培力的方向既跟磁场方向垂直既跟磁场方向垂直既跟磁场方向垂直既跟磁场方向垂直FBFBFBFB，又跟，又跟，又跟，又跟电流方向垂直电流方向垂直电流方向垂直电流方向垂直FFFFI I I I，故安培，故安培，故安培，故安培力的方向总是垂直于磁感线力的方向总是垂直于磁感线力的方向总是垂直于磁感线力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面，即：和通电导线所在的平面，即：和通电导线所在的平面，即：和通电导线所在的平面，即：F F F F安安安安B B B
6、BI I I I平面平面平面平面伸开伸开伸开伸开左手左手左手左手：磁感线磁感线磁感线磁感线垂直穿入手心垂直穿入手心垂直穿入手心垂直穿入手心四指四指四指四指指向电流的方向指向电流的方向指向电流的方向指向电流的方向大拇指大拇指大拇指大拇指所受安培力的方向所受安培力的方向所受安培力的方向所受安培力的方向第7页，本讲稿共22页思考与讨论思考与讨论如图所示，当通电导线的电流垂直纸面向外，如图所示，当通电导线的电流垂直纸面向外，磁场竖直向上时，导线所受的安培力水平向磁场竖直向上时，导线所受的安培力水平向左，现在若将电流方向和磁场的方向同时反左，现在若将电流方向和磁场的方向同时反向，则安培力的方向是不是也反
7、向？向，则安培力的方向是不是也反向？B BI I I IF F F FB BI I I IF F F F结论：当电流方向和磁场方向同时反结论：当电流方向和磁场方向同时反向时，向时，安培力方向不变安培力方向不变。第8页，本讲稿共22页IBFFIBFIBIBF即时应用即时应用第9页，本讲稿共22页FIBFIBBI判定以下通电导线所受安培力的方向判定以下通电导线所受安培力的方向ZDLXZDLX 针对练习针对练习第10页，本讲稿共22页30FFIIIBBBZDLXZDLX 针对练习针对练习判定以下通电导线所受安培力的方向判定以下通电导线所受安培力的方向第11页，本讲稿共22页BBIFZDLXZDLX
8、针对练习针对练习判定以下通电导线所受安培力的方向判定以下通电导线所受安培力的方向第12页，本讲稿共22页 在下在下图图中，中，标标出了磁出了磁场场的方向、通的方向、通电电直直导线导线中中电电流流I I的方向，以及通的方向，以及通电电直直导线导线所受安培力所受安培力F F的方向，的方向，其中正确的是其中正确的是 ()GGLX GGLX 巩固练习巩固练习C第13页，本讲稿共22页 问题：如图所示，两条平行的通电直导线之问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条间会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用导线相互吸引，什么
9、情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测。学过的知识进行讨论并做出预测。电流方向相同时，将会吸引电流方向相同时，将会吸引;电流方向相反时，将会排斥。电流方向相反时，将会排斥。?第14页，本讲稿共22页二、安培力的大小二、安培力的大小NSIF FILBILB当当B B I I时时F F0 0当当B B和和I I夹角为夹角为时，时，F的方向？的方向？F的的大小大小?当当B B I I时时NSINSI第15页，本讲稿共22页把磁感应强度把磁感应强度B B分解为两个分量：分解为两个分量：平行于导线的分量平行于导线的分量B B2 2不对通电导线产生作用不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用
10、力仅由力，通电导线所受作用力仅由B B1 1决定决定F=I LBsin通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况怎样处理？的情况怎样处理？NSI垂直垂直 B1=B sin平行平行 B2=B cosIB BB B2 2B B1 1或或F=BI Lsin第16页，本讲稿共22页安培力安培力(Ampere force)的大小的大小I I I IBBBB，且为匀强磁场，此时，且为匀强磁场，此时，且为匀强磁场，此时，且为匀强磁场，此时电流所受的电流所受的电流所受的电流所受的安培力安培力安培力安培力F最大最大最大最大2 2 2 2、当、当、当、当I I I IBBBB，F最小，等于零最小，
11、等于零最小，等于零最小，等于零；总结总结归纳：归纳：当当B和和I夹角为夹角为时，时，1 1 1 1、公式公式公式公式：F=BF=BF=BF=BI I I IL L L L条件条件条件条件：F F安安=B=BI ILsinLsinB B B BI I I IB B B BB B B B第17页，本讲稿共22页0 00.02N0.02N水平向右水平向右0.02N0.02N垂直导线，垂直导线，斜向左上方斜向左上方将将长度度为20cm20cm、通有、通有0.1A0.1A电流的直流的直导线放入一匀放入一匀强磁磁场中，中，电流与磁流与磁场的方向如的方向如图所示，已知磁感所示，已知磁感应强度度为1T1T。试
12、求出下列各求出下列各图中中导线所受安培力的大小和方向所受安培力的大小和方向IBIB30IBGGLX GGLX 巩固练习巩固练习第18页，本讲稿共22页例题：例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒abab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a a到到b b的稳定电流的稳定电流I I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法：力变为零，可采用哪些方法：()()（A）适当增大电流）适当增大电流I （B）将电流反向并适当改变大小）将电流反向
13、并适当改变大小（C）适当增大磁场）适当增大磁场（D）将磁场反向并适当改变大小）将磁场反向并适当改变大小ACabI第19页，本讲稿共22页 如如图图所示，在玻璃皿的中心放一个所示，在玻璃皿的中心放一个圆圆柱形柱形电电极，沿极，沿边缘边缘内内壁放一个壁放一个圆环圆环形形电电极，将两极，将两电电极接在极接在电电池的两极上，然后在玻池的两极上，然后在玻璃皿中放入璃皿中放入盐盐水，把玻璃皿放入蹄形磁水，把玻璃皿放入蹄形磁铁铁的磁的磁场场中，中，N N极在下，极在下，S S极在上，极在上，盐盐水就会旋水就会旋转转起来起来(1)猜想一下，盐水转动的方向猜想一下，盐水转动的方向(2)探究盐水旋转的原因探究盐水
14、旋转的原因XSND XSND 小试牛刀小试牛刀第20页，本讲稿共22页答案：答案：(1)(1)通通过过左手定左手定则则判定，判定，盐盐水从上向下看逆水从上向下看逆时针时针旋旋转转(2)(2)盐盐水中形成了由水中形成了由圆圆形形电电极指向柱形极指向柱形电电极的如极的如图图所示的所示的电电流，由于磁流，由于磁场场方向向上，故方向向上，故盐盐水逆水逆时针时针旋旋转转第21页，本讲稿共22页KHZYKHZY 课后作业课后作业KTKTXJXJ 课堂小结课堂小结P94 问题与练习问题与练习 2、41左手定则判定安培力方向左手定则判定安培力方向2 安培力大小安培力大小F安安=BILsin第22页，本讲稿共22页