磁场对通电导线的作用力(习题课)ppt课件.ppt

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1、从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。1.1.画出导线所在处的磁场方向画出导线所在处的磁场方向2.2.确定电流方向确定电流方向3.3.根据左手定则确定受安培力的方向根据左手定则确定受安培力的方向4.4.根据受力情况判断运动情况根据受力情况判断运动情况判断通电导线在安培力作用下判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题的基本方法的运动方向问题的基本方法第五课时第五课时 磁场对通电导线的作用力（习题课）磁场对通电导线的作用力（习题课）例例1 1 如图如图3-203-20所示，两根互相绝缘、垂直放置的

2、直导线所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线abab和和cdcd，分别通有方向如图的电流，若通电导线，分别通有方向如图的电流，若通电导线abab固定不不动，导线固定不不动，导线cdcd能自由运动，则它的运动情况是能自由运动，则它的运动情况是().).A A顺时针转动，同时靠近导线顺时针转动，同时靠近导线ababB B顺时针转动，同时远离导线顺时针转动，同时远离导线ababC C逆时针转动，同时靠近导线逆时针转动，同时靠近导线ababD D逆时针转动，同时远离导线逆时针转动，同时远离导线abab从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工

3、程施工中已很少使用，在此不再说明。固定固定FF 自由自由同向相吸同向相吸 例例1 1 如图如图3-203-20所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线abab和和cdcd，分别通有方向如图的电流，若通电导线，分别通有方向如图的电流，若通电导线abab固定不不动，导线固定不不动，导线cdcd能自由运动，则它的运动情况是能自由运动，则它的运动情况是().).A A顺时针转动，同时靠近导线顺时针转动，同时靠近导线ababB B顺时针转动，同时远离导线顺时针转动，同时远离导线ababC C逆时针转动，同时靠近导线逆时针转动，同时靠近导线ababD D逆时针转动，同时远离

4、导线逆时针转动，同时远离导线ababC结论法：两平行直线电流在结论法：两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有的直线电流相互作用时，有转动到平行且电流方向相同转动到平行且电流方向相同的趋势。的趋势。FF从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。同向相吸同向相吸异向相斥异向相斥结论法：两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋结论法：两平行直线电流在相互作用过程

5、中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转动到平行且电流方向相同的直线电流相互作用时，有转动到平行且电流方向相同的趋势。的趋势。电流微元法电流微元法BF F方向方向F F方向方向BBF F例例2 2 如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是时，有关直导线运动情况的说法中正确以图示的电流是时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（从上往下看）（的是（从上往

6、下看）（）A A、顺时针方向转动，同时下降、顺时针方向转动，同时下降 B B、顺时针方向转动，同时上升、顺时针方向转动，同时上升C C、逆时针方向转动，同时下降、逆时针方向转动，同时下降 D D、逆时针方向转动，同时上升、逆时针方向转动，同时上升NS特殊位置法分析运动特殊位置法分析运动CSN等效法分析运动等效法分析运动NS例3 如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现()16A线圈向磁铁平移 ,9B线圈远离磁铁平移 ,1C从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁 ,11D从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁电流微元法电流

7、微元法特殊位置法特殊位置法FFFFI I方向方向 I I方向方向DSN电流微元法、特殊位置法、等效法分析运动电流微元法、特殊位置法、等效法分析运动电流微元法、电流微元法、特殊位置法分析运动特殊位置法分析运动NSBF F方向方向F F方向方向BBF F等效法分析运动等效法分析运动NS例例4、如图两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段、如图两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将：距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将：()A、吸引、吸引B、排斥、排斥C、保持静止、保持静止D、边吸引边转动、边吸引边转动结论法：结论法：同向电流互相吸引同向

8、电流互相吸引ANNSS例例5、如图所示，一条劲度系数较小的、如图所示，一条劲度系数较小的金属弹簧处于自由状态，当弹簧通以金属弹簧处于自由状态，当弹簧通以电流时，弹簧将（电流时，弹簧将（）.纵向收缩，径向膨胀；纵向收缩，径向膨胀；.纵向伸长，径向收缩；纵向伸长，径向收缩；.纵向收缩，径向伸长；纵向收缩，径向伸长；.纵向伸长，径向膨胀。纵向伸长，径向膨胀。A螺线管通电后，在轴向上有收缩趋势；在径向上有扩张趋势螺线管通电后，在轴向上有收缩趋势；在径向上有扩张趋势（4）推论分析法）推论分析法SNIB2B1B1B2F1F1F2F2课本课本P94+-SN等效法分析运动等效法分析运动NS例6 如图所示，在条

9、形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现()16,A线圈向磁铁平移 ,9B线圈远离磁铁平移 ,1C从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁 ,11D从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁电流微元法电流微元法特殊位置法特殊位置法FFFFI I方向方向 I I方向方向D从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。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

10、擦力 _(有,无)方向_.有有水平向右Ff反馈练习1如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（）A、磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用 B、磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用,6 C、磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用 9,16D、磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用 1,5BFFA从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。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

11、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。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2 2、电流表的工作原理、电流表的工作原理:1、当电流通过线圈时线圈左右两边都要受到方向相反安培力，使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，反线圈转动。3、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

12、行，表盘的刻度就是均匀的了。2 2、电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。、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所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。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、灵敏度高，但过载能力差。载能力差。3 3、满偏电流、满偏电流I Ig g，内，内阻阻R Rg g反映了电流表反映了电流表的最

13、主要特性。的最主要特性。反馈练习反馈练习2.2.电流表中通以相同的电流时，指针偏转的角度越大，表示电流表的电流表中通以相同的电流时，指针偏转的角度越大，表示电流表的灵敏度越高灵敏度越高.下列关于电流表灵敏度的说法中正确的是下列关于电流表灵敏度的说法中正确的是().).A A增加电流计中的线圈匝数，可以提高电流表的灵敏度增加电流计中的线圈匝数，可以提高电流表的灵敏度 6,126,12B B增强电流计中永久磁铁的磁性，可以提高电流表的灵敏度增强电流计中永久磁铁的磁性，可以提高电流表的灵敏度11,811,8C C电流计中通的电流越大，电流表的灵敏度越高电流计中通的电流越大，电流表的灵敏度越高 5,7

14、5,7D D电流计中通的电流越小，电流表的灵敏度越高电流计中通的电流越小，电流表的灵敏度越高 4 ,24 ,2ABF=NILB=kNILB电流表中通以电流表中通以相同的电流相同的电流时，指时，指针偏转的角度越大，表示电流表针偏转的角度越大，表示电流表的灵敏度越高的灵敏度越高=kNILBNB电压表读数偏小电压表读数偏小I（Rg+R)=I(Rg+R)=UC注意注意:U一定一定3v3vI IIIVV反馈练习3、一只电压表读数偏小，为纠正这一偏差，可以采取的措施是（）A、减少表头线圈的匝数 B、增大表内的串联电阻C、增强表头的永久磁铁的磁性 D、转紧表内的螺旋弹簧I(Rg+R)=I(Rg+R)=U=k

15、NILBNB课本课本P93 做一做做一做B俯视图俯视图oIFFFF课后作业1 1如图所示，一根质量为如图所示，一根质量为m m的金属棒的金属棒ACAC用软线悬挂在磁感应强度用软线悬挂在磁感应强度为为B B的匀强磁场中，通入的匀强磁场中，通入ACAC方向的电流时，悬线张力不为零，欲方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是（使悬线张力为零，可以采用的办法是（）A A、不改变电流和磁场方向，适当增大电流、不改变电流和磁场方向，适当增大电流B B、只改变电流方向，并适当减小电流、只改变电流方向，并适当减小电流C C、不改变磁场和电流方向，适当减小磁感应强度、不改变磁场和电流方向

16、，适当减小磁感应强度D D、同时改变磁场和电流方向同时改变磁场和电流方向，并适当增大磁感应强度，并适当增大磁感应强度AD2 2、一根均匀粗导线的两端用柔软导线拉入电路，用用两根弹簧测一根均匀粗导线的两端用柔软导线拉入电路，用用两根弹簧测力计悬挂起来，使导线力计悬挂起来，使导线MNMN保持水平，如图所示，在导线保持水平，如图所示，在导线MNMN处加水平处加水平向里的磁场，并通以自向里的磁场，并通以自M M向向N N的电流，弹簧测力计的示数为的电流，弹簧测力计的示数为F F，若要，若要使弹簧测力计示数增大，可以采用的做法是（使弹簧测力计示数增大，可以采用的做法是（）A A、只减小电流、只减小电流

17、14,2 14,2 B B、只增加电流、只增加电流 13,313,3C C、只改变电流方向、只改变电流方向 16,8 16,8 D D、只改变磁场方向、只改变磁场方向 13,713,7ACDmgILBFF2F+ILB=mg2F=ILB+mgILB 3 3如图所示，两根平行放置的长直导线如图所示，两根平行放置的长直导线a a和和b b载有大小相同、载有大小相同、方向相反的电流，方向相反的电流，a a受到的磁场力大小为受到的磁场力大小为F F1 1，当加入一与导线所在平，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，面垂直的匀强磁场后，a a受到的磁场力大小变为受到的磁场力大小变为F F2 2，则此时，

18、则此时b b受到的受到的磁场力大小变为（磁场力大小变为（）A.A.F F2 2 B.B.F F1 1F F2 2 ,12,12 C.C.F F1 1F F2 23,73,7 D.2 D.2F F1 1F F2 2 3,43,4F1abF1F2=F1-FBF2=F2A ABBFBFBF2=F1-FB=F2 4、在在倾倾角角为为的的光光滑滑斜斜面面上上，置置一一通通有有电电流流I I，长长L L质质量量为为m m的导体棒，如图试求：的导体棒，如图试求：（1 1）欲欲使使棒棒静静止止在在斜斜面面上上，外外加加匀匀强强磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度B B的最小值和方向的最小值和方向1919，1414

19、（2 2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度场的磁感应强度B B的最小值和方向的最小值和方向8 8，1010B2minmg（2 2）F F安安2=ILB=ILB2 2sinsin=mg =mg B B2min2min方向水平向左方向水平向左F安安2=mgF F安安2=ILB=ILB2min2min=mg =mg B B2min2min=mg/IL=mg/ILIB2minB2B2俯视图俯视图 4、在在倾倾角角为为的的光光滑滑斜斜面面上上，置置一一通通有有电电流流I I，长长L L质质量量为为m m的导体棒，如图试求：的导体棒，

20、如图试求：（1 1）欲欲使使棒棒静静止止在在斜斜面面上上，外外加加匀匀强强磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度B B的最小值和方向的最小值和方向1919，1414（2 2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度场的磁感应强度B B的最小值和方向的最小值和方向8 8，1010B2minmgB1min（2 2）F F安安2=ILB=ILB2 2sinsin=mg =mg （1 1）IL BIL B1min 1min=F=F安安minmin=mg=mgsinsin B B1min1min方向垂直斜面向上方向垂直斜面向上B B2min2mi

21、n方向水平向左方向水平向左F安安2=mgmgNFNF安合安合=mgF安安minF F安安2=ILB=ILB2min2min=mg =mg B B2min2min=mg/IL=mg/IL 4、在在倾倾角角为为的的光光滑滑斜斜面面上上，置置一一通通有有电电流流I I，长长L L质质量量为为m m的的导导体体棒，如图试求棒，如图试求（3 3）分分析析棒棒有有可可能能静静止止在在斜斜面面上上且且要要求求B B垂垂直直L L，应应外外加加磁磁场场的的方方向范围向范围B2F安安minminmgB1（3 3）B B FNB B F F安安FNF安合安合=mg 4、在在倾倾角角为为的的光光滑滑斜斜面面上上，置

22、置一一通通有有电电流流I I，长长L L质质量量为为m m的导体棒，如图试求：的导体棒，如图试求：（1 1）欲欲使使棒棒静静止止在在斜斜面面上上，外外加加匀匀强强磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度B B的最小值和方向的最小值和方向，1414（2 2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度场的磁感应强度B B的最小值和方向的最小值和方向，1010B2minmgB1min（2 2）F F安安2=ILB=ILB2 2sinsin=mg =mg （1 1）IL BIL B1min 1min=F=F安安minmin=mg=mgsinsin

23、B B1min1min方向垂直斜面向上方向垂直斜面向上B B2min2min方向水平向左方向水平向左F安安2=mgmgNFNF安合安合=mgF安安minF F安安2=ILB=ILB2min2min=mg =mg B B2min2min=mg/IL=mg/IL5 5如图所示，一位于如图所示，一位于xyxy平面内的矩形通电线圈平面内的矩形通电线圈只能绕只能绕oxox轴转动轴转动，线圈的四个边分别与线圈的四个边分别与x x、y y轴平行，线圈中电流方向如图，当空间加轴平行，线圈中电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来？（上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来？（）A.A.方向沿

24、方向沿x x轴的恒定磁场轴的恒定磁场 1616，1515 B.B.方向沿方向沿y y轴的恒定磁场轴的恒定磁场C.C.方向沿方向沿z z轴的恒定磁场轴的恒定磁场 1 1，4 4 D.D.方向沿方向沿z z轴的变化磁场轴的变化磁场1111，1212BFFBFFBBFFFF6.质量为m的通电细杆ab置于倾角为的导轨上，导轨的宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为.有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图3-24所示.图(b)中的四个侧视图中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是().图3-24AB10,1425,16,5,3mgmgmgmgFNFFNFN图3-237.7.一个可以自由运动的线圈一个可以自由运动的线圈L L1 1和一个固定的线圈和一个固定的线圈L L2 2互相绝缘垂直放互相绝缘垂直放置，且两个圆线圈的圆心重合，当两线圈都通有如图置，且两个圆线圈的圆心重合，当两线圈都通有如图3-233-23所示方向所示方向的电流时，则从左向右看，线圈的电流时，则从左向右看，线圈L L1 1将将()A A不动不动4 4，1 1 B B顺时针转动顺时针转动 2020，1010C C逆时针转动逆时针转动 D D向纸外平动向纸外平动 1 1，2 2BFFC