磁场对通电导线的作用力(新课教学)精选文档.ppt

磁场对通电导线的作用力(新课教学)本讲稿第一页，共五十二页安培力安培力：通电导线在磁场中受到的力通电导线在磁场中受到的力一、安培力的方向一、安培力的方向本讲稿第二页，共五十二页本讲稿第三页，共五十二页一一.安培力的方向安培力的方向BIF本讲稿第四页，共五十二页一一.安培力的方向安培力的方向BIF本讲稿第五页，共五十二页一一.安培力的方向安培力的方向左手定则：左手定则：左手定则：左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入垂直穿入垂直穿入垂直穿入手心，四指指向手心，四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。培力的向。BIF本讲稿第六页，共五十二页I本讲稿第七页，共五十二页IB本讲稿第八页，共五十二页IBF本讲稿第九页，共五十二页IBFB本讲稿第十页，共五十二页IBFBB本讲稿第十一页，共五十二页IBFBB安培力安培力F 的方向总是垂直于电的方向总是垂直于电流流I 与磁感应强度与磁感应强度B 所确定的平面所确定的平面本讲稿第十二页，共五十二页注意：注意：若电流方向和磁场方向垂直，则磁若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直；若电流方向和磁场方向不垂直，相垂直；若电流方向和磁场方向不垂直，则则磁场力的方向仍垂直于电流方向，也磁场力的方向仍垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向同时垂直于磁场方向,也就是说，安培力也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面的平面.本讲稿第十三页，共五十二页【例例1】关于垂直于磁场方向的通电直导线所受关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力的方向，正确的说法是磁场力的方向，正确的说法是A跟磁场方向垂直，跟电流方向平行跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B跟电流方向垂直，跟磁场方向平行跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直 本讲稿第十四页，共五十二页【例例1】关于垂直于磁场方向的通电直导线所受关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力的方向，正确的说法是磁场力的方向，正确的说法是A跟磁场方向垂直，跟电流方向平行跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B跟电流方向垂直，跟磁场方向平行跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直 答案答案C本讲稿第十五页，共五十二页IBFIBFIFBBBIFBI本讲稿第十六页，共五十二页问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导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？请你运用线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论学过的知识进行讨论本讲稿第十七页，共五十二页IIFF分析：分析：电流方向相反电流方向相反电流方向相同电流方向相同II本讲稿第十八页，共五十二页同向相吸同向相吸 异向相斥异向相斥本讲稿第十九页，共五十二页问题：在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向问题：在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直垂直的情况的情况下，导线所受安培力下，导线所受安培力F本讲稿第二十页，共五十二页二二.安培力的大小安培力的大小1.1.当电流与磁场方向垂直时当电流与磁场方向垂直时:本讲稿第二十一页，共五十二页二二.安培力的大小安培力的大小1.1.当电流与磁场方向垂直时当电流与磁场方向垂直时:本讲稿第二十二页，共五十二页二二.安培力的大小安培力的大小1.1.当电流与磁场方向垂直时当电流与磁场方向垂直时:F=ILB (B BL L)本讲稿第二十三页，共五十二页二二.安培力的大小安培力的大小1.1.当电流与磁场方向垂直时当电流与磁场方向垂直时:BIFF=ILB (B BL L)本讲稿第二十四页，共五十二页2.电流与磁场方向平电流与磁场方向平行时，磁场对电流的行时，磁场对电流的作用力为零作用力为零本讲稿第二十五页，共五十二页2.电流与磁场方向平电流与磁场方向平行时，磁场对电流的行时，磁场对电流的作用力为零作用力为零NSI本讲稿第二十六页，共五十二页2.电流与磁场方向平电流与磁场方向平行时，磁场对电流的行时，磁场对电流的作用力为零作用力为零NSI问题问题:如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？本讲稿第二十七页，共五十二页2.电流与磁场方向平电流与磁场方向平行时，磁场对电流的行时，磁场对电流的作用力为零作用力为零NSI问题问题:如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？BI本讲稿第二十八页，共五十二页二、安培力的大小：二、安培力的大小：在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直垂直的情况下，的情况下，导线所受安培力导线所受安培力F等于磁感应强度等于磁感应强度B、电流、电流I和导线的长度和导线的长度L三者的三者的乘积。乘积。即：即：F=ILB通电直导线不与磁场方向垂直？通电直导线不与磁场方向垂直？把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直 B1=Bsin另一分量与导线平行 B2=Bcos平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定。即F=ILB1，将B1=Bsin代入得：F=ILBsinF=ILBsinIBB2B1本讲稿第二十九页，共五十二页 1、分析受到的安培力时、分析受到的安培力时,要善于把要善于把立体图立体图,改画成易于分析受力的平面图改画成易于分析受力的平面图形形 2、注意磁场和电流的方向是否垂直、注意磁场和电流的方向是否垂直二、应用安培力应注意的问题二、应用安培力应注意的问题本讲稿第三十页，共五十二页设下图中磁感应强度为设下图中磁感应强度为B，电流强度，电流强度I，导，导线长度线长度L，求安培力大小，求安培力大小BIBIBIBI二二.安培力的大小安培力的大小本讲稿第三十一页，共五十二页例例：在倾斜角为在倾斜角为的光滑斜面上的光滑斜面上,置一通有置一通有电流电流I,长为长为L,质质 量为量为m的导的导 体棒，如图所体棒，如图所示示,在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度度B为为 _.X本讲稿第三十八页，共五十二页解：静止于斜面说明受力平衡解：静止于斜面说明受力平衡NXmgFF=mgtg=BIL B=mgtg/IL本讲稿第三十九页，共五十二页NSF（1）绳子拉力_ (变大,变小,不变)（2）桌面对磁铁的支持力_（3）桌面对磁铁的摩擦力_(有,无).变大变小无NSF桌面对磁铁的摩擦力 _(有,无)方向_.有水平向右巩固练习巩固练习1、F本讲稿第四十一页，共五十二页三、磁电式电流表的特点三、磁电式电流表的特点1 1、表盘的刻度均匀，、表盘的刻度均匀，II。2 2、灵敏度高，但过载能力差。、灵敏度高，但过载能力差。3 3、满偏电流、满偏电流Ig Ig，内阻，内阻RgRg反映了电流表的最反映了电流表的最主要特性。主要特性。本讲稿第四十四页，共五十二页三、磁电式电流表三、磁电式电流表1 1、电流表的构造、电流表的构造 如图所示是电流表的构造图，在一个很强的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以转动的铝框，铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈的两端分别接在这个螺旋弹簧上，被测电流通过弹簧流入线圈。本讲稿第四十五页，共五十二页本讲稿第四十六页，共五十二页2 2、电流表的工作原理、电流表的工作原理 1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其 大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。本讲稿第四十七页，共五十二页2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。方向。本讲稿第四十八页，共五十二页例题：长度为例题：长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中，电流的通电直导线放在匀强磁场中，电流的强度为的强度为1A，受到磁场作用力的大小为，受到磁场作用力的大小为2N，则磁感应，则磁感应强度强度B：（）A、B10T B、B10TC、B10T D、不能确定、不能确定B本讲稿第五十页，共五十二页例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒棒ab悬持在水平位置上，金属棒中通入由悬持在水平位置上，金属棒中通入由a到到b的稳定电的稳定电流流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属，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：棒拉力变为零，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本讲稿第五十一页，共五十二页例题：如图所示，在磁感应强度为例题：如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁场中，的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质量为，质量为0.1kg的金属棒的金属棒MN，此时弹簧伸长，此时弹簧伸长10cm，欲使弹簧不伸，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？MNIB本讲稿第五十二页，共五十二页