2017-2018學(xué)年高中物理 第三章 磁場 第三節(jié) 探究安培力教學(xué)案 粵教版選修3-1_第1頁
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文檔簡介

1、第三節(jié)探討安培。1.磁場作用于傳記導(dǎo)體的力稱為安培力,安培的方向由左手定律決定。2.磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于導(dǎo)線方向時,安培力最大,f=bil。磁感應(yīng)強(qiáng)度與導(dǎo)線方向平行時,安培力為零。3.磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場強(qiáng)弱的物理量,其定義為B=。4.磁通量表示垂直穿過面的磁力線的條數(shù)=BS。第一,安培的方向1.安培力定義物理上,磁場對電流的作用力稱為安培力。2.確定方向使用左手法則確定安培的方向。伸出左手,使拇指與其馀四個手指垂直,在手掌和一個平面內(nèi)。如果磁感線垂直穿過起始中心,四個手指指向電流方向,拇指指向的方向就是磁場中帶電導(dǎo)線的力方向。如圖331所示。圖331第二,安培的大小1.磁柔道強(qiáng)度(1)定義:電源

2、電線垂直于磁場方向時供電的安培F和電流I與導(dǎo)線長度L的乘積IL的比率稱為磁感應(yīng)強(qiáng)度。(2)定義表達(dá)式:b=。(3)單位:特斯拉,符號t,1t=1。(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度等于矢量、大小、方向、空間中同時存在多個茄子強(qiáng)弱和方向的磁場時,連體長的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于每個磁場在同一個地方產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量之和。(5)與磁感應(yīng)線的關(guān)系:磁感應(yīng)線上所有點的切線方向與該點磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向一致。磁感應(yīng)善意密度指示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。2.均勻磁場(1)定義:在磁場的一個區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同,牙齒區(qū)域的磁場稱為均勻磁場。(2)生成:兩個非常接近的耳鳴劇之間;傳記螺線管內(nèi)部中間部分。3.安培的大小(1)通電的

3、直導(dǎo)線垂直于均勻磁場方向時安培的最大F=BIL。(2)通電的直線導(dǎo)線與均勻磁場方向平行時,安培力為零。(3)導(dǎo)線方向與磁場方向成一定角度相交時接收的安培力介于BIL和0之間。三、磁通1.概念(1)定義:在均勻磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B和垂直于磁場方向的面積S的乘積稱為通過牙齒面積的磁通量。(2)公式:=bs。(3)單位:Webber,簡稱way,符號Wb,1 Wb=1 Tm2。(4)適用條件:均勻磁場;磁感應(yīng)線垂直于平面。2.意義磁通量的大小表示通過牙齒面積的磁感應(yīng)善意的數(shù)量。磁通密度(1)公式b=,1t=1wb/m2。(2)意思:磁感應(yīng)強(qiáng)度B等于通過垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位區(qū)域的磁通量,即通過單位面積

4、的磁感應(yīng)善意數(shù)。1.自主事故判定(1)傳記電線在磁場中必須受到安培的力。()(2)供電的電線放在磁場中的任何位置,如果沒有安培的力,那里的磁感應(yīng)強(qiáng)度必須為零。()(3)應(yīng)用左手法則時,使磁感線通過手掌,四個手指指向電流方向,拇指指向安培方向。()(4)安培的方向與I平行。()(5)與電場強(qiáng)度一樣,磁場強(qiáng)度是指示磁場強(qiáng)弱和方向的物理量。()合作探索次會議(1)安培的方向與磁場方向、電流方向有什么關(guān)系?提示:根據(jù)左手定律,安培的方向與磁場方向垂直,與電流方向垂直。也就是說,安培的方向總是垂直于磁感應(yīng)線和供電導(dǎo)體所在的平面。(2)安培方向垂直于導(dǎo)線,垂直于磁場方向,電流也必須垂直于磁場嗎?(?提示:

5、根據(jù)左手定律,電在磁場中接收的安培力必須垂直于導(dǎo)體,垂直于磁場方向,但電線可以在任何方向放置在磁場中,因此電流不一定垂直于磁場方向。3)如果電力不受磁場中安培力的影響,那么磁場能解釋為零嗎?(?磁場越強(qiáng),放在磁場中的傳記電線的安培力就越大嗎?提示:不能。因為磁場方向與電流方向平行時安培力為零,而磁場不是零牙齒。不一定。磁場方向與電流方向平行時,安培力為零。對磁柔道強(qiáng)度的認(rèn)識1.磁性柔道強(qiáng)度的決定因素磁場在哪個位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向是客觀存在的,與通過導(dǎo)體的電流的大小、導(dǎo)線的長度、電線是否暴露在磁場力中、磁場力的大小無關(guān)。磁感應(yīng)強(qiáng)度不需要插入載流導(dǎo)體就存在,因此不能說B與F成正比,也不能說

6、B與IL成反比。2.對定義b=的理解(1) B=磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式,設(shè)定了電源導(dǎo)體必須垂直于磁場方向放置的條件。因為在磁場的一點上通電的鋼絲力的大小不僅與磁場強(qiáng)弱、電流I和導(dǎo)線長度L有關(guān),而且與導(dǎo)線的放置方向有關(guān)。(2)導(dǎo)體在磁場中的放置方向不同,接收的磁場力也不同。當(dāng)供電的電線與磁場方向平行時,供電的電線的力為零,所以不能根據(jù)供電的電線的力為零來判斷磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為零。(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式也適用于非均勻磁場。這時L必須很短。IL被稱為“電流源”,相當(dāng)于靜電場的“傳記電荷”。磁柔道強(qiáng)度b的方向磁感應(yīng)強(qiáng)度B是向量,方向可以表示為:(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是牙齒點的磁場方向。(2)小磁針停止

7、時n極指向的方向。(3)小磁針n極力方向。磁柔道強(qiáng)度與場強(qiáng)的比較電場強(qiáng)度e磁柔道強(qiáng)度b正義的基礎(chǔ)電場作用于電荷q。在電場中的任意點fq=常數(shù)(由電場確定)不同的點,一般常量的值不同比率可以表示電場的強(qiáng)弱磁場作用于線性電流I。在磁場的任意點,F(xiàn)與磁場方向、電流方向相關(guān),僅當(dāng)電流方向垂直于磁場方向時,F(xiàn)IL,=常數(shù)(由磁場決定)不同的點,一般常量的值不同比率可以表示磁場的強(qiáng)弱定義式E=B=物理意義描述電場的強(qiáng)弱和方向描述磁場的強(qiáng)弱和方向方向牙齒點正電荷的力方向小磁針n極力方向字段的嵌套遵循向量的平行四邊形定律遵循向量的平行四邊形定律單位1 N/C=1 V/m c=1 v/m1t=1n/(am)是(

8、多重選擇)將通電的直線導(dǎo)體的垂直磁場方向放入均勻磁場中,準(zhǔn)確地反映了各向異性之間的關(guān)系。解釋磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場本身確定,不會隨F或IL的變化而變化,因此B正確,D錯誤。如果導(dǎo)線垂直于磁場放置,則b=,即f=ilb。因此,如果B不變,則F與IL成正比,因此A錯誤,C是正確的?;卮?BC正確理解比率定義法1.定義B=比率定義方法。定義物理量的方法本質(zhì)上是測量方法。測量點的磁感應(yīng)強(qiáng)度與測量方法無關(guān)。2.定義a=,e=也是比率定義法,測量的物理量與測量方法無關(guān),不是由定義式的兩個物理量決定的。1.下列選項中的正確選項為()A.磁場中一點的磁感應(yīng)強(qiáng)度可以用以下方法測量:小傳記電線放置在該點時接

9、收的磁場F和該導(dǎo)線的長度L,通過的電流I積的比率,即B=B.如果傳記電線在某一點不受磁場力的影響,那么該點的磁感應(yīng)強(qiáng)度必須為零C.磁感應(yīng)強(qiáng)度b=只是定義,其大小取決于場源和磁場中的位置,而不考慮由,f,I,l,磁場供電的電線的方向D.傳記電線接收的磁場力的方向是磁場的方向解決方案:根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義,選擇C應(yīng)該是“在磁場中垂直于磁場方向的傳記直線導(dǎo)線”,由于僅在牙齒方向接收導(dǎo)線的磁場力最大小,因此A選項無效。通電電線的放置方向與電流平行時也不受磁場力的影響,所以B選項也錯了。如果磁場場源穩(wěn)定,則確定磁場內(nèi)每個點的磁感應(yīng)強(qiáng)度(包括大小和方向),并且選項C是正確的,因為與該點上放置的檢查電流、導(dǎo)線無關(guān)。磁場力方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向,選項D無效。2.在均勻磁場中,2厘米長的電源線垂直于磁場方向放置。通過導(dǎo)線的電流為2 A時,接收的磁場力大小為410-3n。問:這里的磁感應(yīng)強(qiáng)度b是多少?磁場,電流保持不變,電線長度減少到1厘米,那么這里的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多少?解析:磁感應(yīng)強(qiáng)度的表示式B=取得B=0.1 T,磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場本身決定,如果線材長度減少到1 cm(與線材長度無關(guān)),則磁感應(yīng)強(qiáng)度仍為0.1 T。答案

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