课题:2.3磁场对通电导线的作用
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[学习目标]
1.知道什么是安培力。知道匀强磁场中影响通电导线所受安培力大小和方向的因素。
2.理解磁感应强度的定义式和物理意义。知道磁感应强度的单位:特斯拉(T)。
3.知道用磁感线的疏密程度可以形象地描绘磁感强度的大小。
4.会用公式F=I L B进行安培力的简单计算。
5.了解电动机的工作原理。知道电动机在生产生活中的应用。
一、安培力
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运动。
实验说明
安培力
1.安培力的大小:
(1)在匀强磁场中,在通电直导线与磁场方向垂直的情况下,导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。 即:
(2)平行时:F=0[来源:学_科_网]
例题1:如图所示,已知B=4.0×10-2 T,导线长L=10 cm,I=1 A。求:通电导线所受的安培力大小?
2. 磁感应强度B
(1)磁感应强度定义:
(2)物理意义:
(3)单位:
(4)方向:
例题2.下列说法正确的是( )
A.磁场中某处磁感强度的大小,等于长为L,通以电流I的一小段导线放在该处时所受磁场力F与乘积IL的比值.
B.一小段通电导线放在某处如不受磁场力作用,则该处的磁感应强度为零.
C.因为B=F/IL,所以磁场中某处磁感应强度的大小与放在该处的导线所受磁场力F的大小成正比,与IL的大小成反比.
D.磁场中某处磁感应强度的大小与放在磁场中的通电导线长度、电流大小及所受磁场力的大小均无关.
例题3.在匀强磁场中,有一段5㎝的导线和磁场垂直,当导线通过的电流是1A时,受磁场人作用力是0.1N,那么磁感应强度B= T;现将导线长度增大为原来的3倍,通过电流减小为原来的一半,那么磁感应强度B= T,导线受到的安培力F= N。
二、安培力的方向——左手定则
1.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。
例题4.画出以下各图中通电导线受到的安培力的方向
2.电动机
(1)电动机的工作原理
(2)电动机基本构造
(3)能量转化
课题:2.4磁场对运动电荷的作用力
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一、学习目标
1.知道磁场对电流作用(安培力)实质是磁场对运动电荷作用(洛仑兹力)的宏观表现。
2.能根据安培力的表达式F=BIL推导洛仑兹力的表达式f=qvB,培养学生的推理能力和知识迁移能力。并能够应用公式进行简单计算。
3.理解洛仑兹力的方向由左手定则判定,并会用左手定则熟练地判定。
一、认识洛伦兹力
思考:电流是电荷的定向运动形成的,而磁场对电流(通电导线)有力的作用,磁场对运动的电荷是否有力的作用?
电子束在磁场中的偏转
1.阴极射线
2.实验
无磁场作用时 有磁场作用时
结论:
3.洛伦兹力
二、洛伦兹力的方向
1.洛伦兹力与安培力的关系
2.洛伦兹力的方向----左手定则
(1)伸开左手,使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,若四指指向正电荷运动的方向,那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。
(2)如果运动的是负电荷,则四指指向负电荷运动的反方向,那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。
当速度V的方向与磁感应强度B的方向平行时:f=0
当速度V的方向与磁感应强度B的方向垂直时:f最大
练习:
1. 一个电子穿过某一空间而未发生偏转,则 ( )
A.此空间一定不存在磁场 B.此空间可能有方向与电子速度平行的磁场
C.此空间可能有磁场 ,方向与电子速度垂直 D.以上说法都不对
2.下列说法正确的是:( )
A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛仑兹力的作用
B.运动电荷在某处不受洛仑兹力,则该处的磁感应强度一定为零
C.电荷受到洛仑兹力,该电荷相对磁场一定是静止的
D.电荷受到洛仑兹力,该电荷相对磁场一定是运动的
3.如图所示,带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是( )
4.试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。
甲 乙 丙 丁