教育专题：通电导线在磁场中受到的力.ppt

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1、3-4 通电导线在磁场中受到的力 通电导线在磁场中通电导线在磁场中受到的力受到的力叫做叫做安培力安培力。安培力：安培力：一、安培力的方向一、安培力的方向1 1）上下交互磁场的位置，观察）上下交互磁场的位置，观察导导体运动体运动(受力）方向是否变化。受力）方向是否变化。3 3）通过这两种情况的分析，我们实际上已经了通过这两种情况的分析，我们实际上已经了解了解了通电通电导体受力的方向与导体受力的方向与磁场方向磁场方向、电流方向电流方向的关系。你能用简洁的方法表示这个关系吗？的关系。你能用简洁的方法表示这个关系吗？2 2）改变导线中电流的方向，观察导）改变导线中电流的方向，观察导体运动（受力）方向是

2、否改变。体运动（受力）方向是否改变。BIF左手定则：左手定则：用以判定通电导线在磁用以判定通电导线在磁场中场中受受力力的方向的方向。掌心掌心-迎磁迎磁四指四指-电流方向电流方向大拇指大拇指-安培力方向安培力方向安培力的方向与电流方向和安培力的方向与电流方向和磁感应强度方向都垂直磁感应强度方向都垂直。【例【例【例【例1 1 1 1】画出图中通电导线所受力画出图中通电导线所受力的方向。的方向。FIBIBFIBBIIBB30IFFBBIF【例【例【例【例2 2 2 2】画出图中通电导线所受力画出图中通电导线所受力的方向。的方向。BBF演示：演示：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的

3、通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互同向电流相互吸引吸引。反向电流相互反向电流相互排斥排斥。结论结论:二、安培力的大小二、安培力的大小NSIF FILBILB当当B BI 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 BI I时时NSINSI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，通电导线所受作用力仅由力，通电导线所受作用力仅由B B1 1决定决定F=I LB

4、sin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的情况怎样处理？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对公式对公式 的理解：的理解：F F安安不仅不仅与与B B、I I、L L有关，还与放置方式有关，还与放置方式有关有关解决解决：B B与与I I不垂直不垂直时时，分解分解B B或把或把L L朝垂直朝垂直B B方向投影方向投影F F安安BILBILsin只适用匀强磁场只适用匀强磁场对公式中对公式中的理解：的理解：指的是指的是B与与L之间的夹角！之间的夹角！例例3：如图所示如图所示,在倾角为在倾角为

5、的光滑斜面的光滑斜面上上,有一导体棒，电流为有一导体棒，电流为I,长为长为L,质质 量量为为m，在竖直向上的磁场中静止，则磁，在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度感应强度B为为_.BB=mgtan/IL引申引申1：欲使它静止在斜面上欲使它静止在斜面上,外加磁场的磁感应强度外加磁场的磁感应强度B的最小值为的最小值为_,方向方向_.引申引申2：欲使它静止在斜面上欲使它静止在斜面上,且且对斜面无压力对斜面无压力,外加磁场外加磁场的磁感应强度的磁感应强度B的最小值为的最小值为 _,方向方向_.mgsin=BIL B=mgsin/ILmg=BIL B=mg/ILBB1 1、电流表的构造、电流表的构造 最

6、基本的部分是最基本的部分是磁铁磁铁和放在磁铁两级和放在磁铁两级间的间的线圈线圈。三、磁电式电流表三、磁电式电流表2 2、电流表的工作原理、电流表的工作原理:1 1、当电流通过线圈时，线圈左右两边受到方向相反的安培、当电流通过线圈时，线圈左右两边受到方向相反的安培力，使线圈发生转动，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，反抗线力，使线圈发生转动，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，反抗线圈转动。圈转动。3 3、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通、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，它的平面都跟磁感线平行，表盘的电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，表盘的刻度就是均匀

7、的了。刻度就是均匀的了。2 2、电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。所、电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。3 3、磁电式电流表的特点、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I Ig g，内阻，内阻R Rg g反映了电流表的最反映了电流表的最主要特性。主要特性。NSF（1 1）绳子拉力）绳子拉力_ (变大变大,变小变小,不变不变)（2 2）桌面对磁铁的支持力）桌面对磁铁的

8、支持力_（3 3）桌面对磁铁的摩擦力）桌面对磁铁的摩擦力_(_(有有,无无).).变大变大变小变小无无NSF桌面对磁铁的摩擦力桌面对磁铁的摩擦力 _(_(有有,无无)方向方向_._.有有水平向右水平向右课堂训练课堂训练FB练习：如图所示，金属杆练习：如图所示，金属杆ab的质量为的质量为m，长为，长为L，通过的电流为通过的电流为I，处在磁，处在磁感应强度为感应强度为B的匀强磁场的匀强磁场中，结果中，结果ab静止在水平静止在水平导轨上。若磁场方向与水导轨上。若磁场方向与水平导轨成平导轨成 角，求：角，求：（1 1）棒）棒abab受到的摩擦力；受到的摩擦力；（2 2）棒对导轨的压力。）棒对导轨的压力

9、。Bab如如图图，在匀，在匀强强磁磁场场中放有下列各种形状的通中放有下列各种形状的通电电导线导线，电电流流强强度度为为I，磁感，磁感应应强强度度为为B，求各，求各导线导线所受到的安培力所受到的安培力如如图图所示所示导导体框中体框中电电流流为为I，导导体框垂直于磁体框垂直于磁场场放置，磁放置，磁场场磁感磁感应应强强度度为为B，AB与与CD相相距距为为d，则则在在图图甲、乙两种情况下，甲、乙两种情况下，导导体棒体棒MN和和MON受到的安培力受到的安培力为为多少？多少？(图图乙中乙中MN连线连线垂直于框架垂直于框架AB、CD)质量为质量为m0.02kg的通电细杆的通电细杆ab置于倾置于倾角为角为37

10、的平行放置的导轨上，导轨的宽度的平行放置的导轨上，导轨的宽度d0.2m，杆，杆ab与导轨间的动摩擦因数与导轨间的动摩擦因数0.4，磁感应强度，磁感应强度B2T的匀强磁场与导轨平面垂的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示现调节滑动变阻器直且方向向下，如图所示现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过静止不动，通过ab杆杆的电流范围为多少？的电流范围为多少？如图所示，两平行光滑导轨相距为如图所示，两平行光滑导轨相距为20cm20cm，金属，金属棒棒MNMN的质量为的质量为1010g g，电阻，电阻R R88，匀强磁场的磁，匀强磁场的磁感应强度感应强度B B0.

11、8T0.8T，方向竖直向下，电源电动势，方向竖直向下，电源电动势E E10V10V，内阻，内阻r r11，当电键，当电键K K闭合时，闭合时，MNMN恰好平恰好平衡，求变阻器衡，求变阻器R R1 1的取值为多少？设的取值为多少？设45.45.如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为3737的光滑斜面上有一的光滑斜面上有一根长为根长为0.4m0.4m，质量为，质量为6106102 2kgkg的通电直导线，的通电直导线，电流电流I I1A1A，方向垂直纸面向外，导线用平行，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在磁感应强度每秒增加强度每秒增

12、加0.4T0.4T，方向竖直向上的磁场中，方向竖直向上的磁场中，设设t t0 0，B B0 0，则需要多长时间斜面对导线的，则需要多长时间斜面对导线的支持力为零？支持力为零？(g g取取10m/s10m/s2 2)如图所示，在蹄形磁铁的上方，放置一个可以如图所示，在蹄形磁铁的上方，放置一个可以自由运动的通电线圈自由运动的通电线圈abcdabcd，最初线圈平面与蹄，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内则通电线圈的运动形磁铁处于同一竖直面内则通电线圈的运动情况是情况是()A Aabab边转向纸外，边转向纸外，cdcd边转向纸里，边转向纸里，同时向下运动同时向下运动B Babab边转向纸外，边转向纸外，cdcd边转向纸里，边转向纸里，同时向上运动同时向上运动C Cabab边转向纸里，边转向纸里，cdcd边转向纸外，边转向纸外，同时向下运动同时向下运动D Dabab边转向纸里，边转向纸里，cdcd边转向纸外，边转向纸外，同时向上运动同时向上运动C