选修1-1 2.3 磁场对通电导线的作用分解

2.3磁场对通电导线的作用一、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生运动。装置示意图：NSA3、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培力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L②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：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=BILB是比例系数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；公式只适用于B垂直I时二.安培力1.大小公式(1)统一用国际单位L(2)适用于匀强磁场中的通电直导线,非匀强磁场中的很短的通电导线BILFLθ讨论：(1)B⊥I时，F=BIL(2)B∥I时，F=0(3)B与I夹角为θ时，F=BILsinθ（θ为I与B的夹角）注：二、磁感应强度1、讨论比值的情况：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：4、物理意义：反映磁场的强弱/FILFBIL/FIL公式的条件：必须满足导线与磁场方向垂直。它是一种用比值方法定义的物理量，B与F、IL均无关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：11NTAm7、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。8、B的一般大小：常见的地磁场磁感应强度约是3×10－5T～7×10－5T，永磁铁磁极附近的磁感应强度约是10－3T～1T。在电机和变压器的铁芯中，磁感应强度可达0.8T～1.4T三、安培力的方向——左手定则左手定则：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。FBIF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。判断安培力的方向垂直纸面向里FFF试一试NSFFB判断下图中通电导线受力的方向四、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F2、大小：F=BIL3、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：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T4、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。FBIL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2.5A，导线长1cm，它受到的安培力为5×10-2N，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5A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。例题：解:①②应为2T③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。FBIL22510N2.5A110m2T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1．下列说法中错误的是（）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。ABDF2．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。）××××××××××××××××IBB．I3．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。FB（2）F（1）I练习：FFF（垂直于纸面向外）4.下面各图中,知I、B方向，画F方向5.如图所示，在水平匀强磁场中，用两根相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线MN，导线中通以从M到N的电流I，此时绳子都受到拉力作用；为使拉力减小为零，下列方法中可行的是（）A．把电流强度增大到某一值B．把电流强度减小到某一值C．使电流I反向D．使磁场B反向A