通电导线在磁场受到的力精品文稿.ppt

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1、通电导线在磁场受到的力第1 页，本讲稿共32 页复习通电导线受到的磁场力与哪些因素有关？当通电导线与磁场垂直时，第2 页，本讲稿共32 页演示实验：按照图所示进行实验。1、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。通电导线在磁场中受到的力称为安培力一、安培力的方向BIF2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。FIBIBF IBF第3 页，本讲稿共32 页一.安培力的方向左左手手定定则则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂垂直直穿穿入入手心，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培力的向。BIF第4 页，本讲稿共32 页I安培力F 的

2、方向总是垂直于电流I 与磁感应强度B 所确定的平面 BFBB第5 页，本讲稿共32 页FIBFIBBBIFBI30FFIIIBBB画出图中安培力的方向。第6 页，本讲稿共32 页F在图中，匀强磁场磁感应强度为B，有一段长L，通有电流为I的直导线ab，电流方向从a到b，则导线所受磁场力大小和方向如何？并将立体图改画为平面图 BbazxyBOabBBabFBBFBxyFB第7 页，本讲稿共32 页问题：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 用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。现象:FFF同向电流F反向电流第8 页，本讲稿共32 页二.安培力的大小1.当电流与

3、磁场方向垂直时:F=ILB(B(B L)L)BIF第9 页，本讲稿共32 页2、电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零NSI问题:如果既不平行也不垂直呢？BI第10 页，本讲稿共32 页IB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=ILB1F=ILBsinB2B1将B1=Bsin代入得通电直导线与磁场方向不垂直的情况3.当电流与磁场方向夹角为时:第1 1 页，本讲稿共32 页3.当电流与磁场方向夹角为时:F=ILBsin(为为BB与与LL的夹角的夹角)B

4、FBB第12 页，本讲稿共32 页【例【例33】如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等边直角三角形的两条直角边，此时电流I受到的安培力怎样求？大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向怎样？如果电流沿ab边从a到b，ab边受安培力多大？如果是一闭合回路受力又是多少?FbFaFaFbF有效LF=0第13 页，本讲稿共32 页【例【例4 4】说说下面各图的有效长度第14 页，本讲稿共32 页对公式的理解不仅与B、I、L 大小有关，还与放置方式有关L 是有效长度，不一定是导线实际长度第15 页，本讲稿共32 页三.磁电式电表第16 页，本讲稿共32 页 如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘

5、内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上，然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中，N极在下，S极在上，盐水就会旋转起来(1)猜想一下，盐水转动的方向，并实际做一做实验来验证(2)探究盐水旋转的原因做一做第17 页，本讲稿共32 页答案：(1)通过左手定则判定，盐水从上向下看逆时针旋转(2)盐水中形成了由圆形电极指向柱形电极的如图所示的电流，由于磁场方向向上，故盐水逆时针旋转第18 页，本讲稿共32 页小结：安培力的大小特点：1.不仅与B、I、L 有关，还与放置方式有关2.L 是有效长度，不一定是导线实际长度3.安培力、磁感强度、电流三者方向关系安培力的方向总垂直于电流和磁感

6、线所确定的平面已知F和B的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定电流I的方向已知电流I和B的方向，可用左手定则唯一确定F的方向已知F和I的方向，磁感强度B的方向不能唯一确定第19 页，本讲稿共32 页NS导线将如何运动？导线将如何运动？第20 页，本讲稿共32 页N S电流微元法、特殊位置法、等效法分析运动BB1B2BB1B2第21 页，本讲稿共32 页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直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M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.磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用C.磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩

7、擦力作用D.磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用拓展：要是放在靠N极较近的地方呢？磁铁对桌面的压力又会怎样呢？受不受摩擦力呢？第22 页，本讲稿共32 页2、两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将（）A、顺时针方向转动，同时靠近导线ABB、顺时针方向转动，同时离开导线ABC、逆时针方向转动，同时离开导线ABD、逆时针方向转动，同时靠近导线ABABCDIIA结论：两通电导线有达到电流方向相同，并靠近的两通电导线有达到电流方向相同，并靠近的趋势趋势第23 页，本讲稿共32 页3.通电矩形导线框a

8、bcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与NM平行。关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（）A、线框有两条边所受的安培力方向相同；B、线框有两条边所受的安培力大小相同；C、线框所受安培力的合力朝左；D、cd所受安培力对ab边的力矩不为零；MNabcdI1 I2第24 页，本讲稿共32 页正确答案：B、CMNI1BabcdI2第25 页，本讲稿共32 页4.如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭合开关S后，线框运动情况应为（）Aab向外，cd向里转动且向M靠拢Bab向里，cd向外转动且远离MCad向外，bc向

9、里转动且向M靠拢Dad向里，bc向外转动且远离MA等效：将通电螺线管等效成条形磁铁，通电线框等效成小磁针。第26 页，本讲稿共32 页1、如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽 L0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为 m0.2kg的金属棒 ab，电源电动势 E12V，内阻 r0.3，磁场方向垂直轨道所在平面，B0.8T。欲使棒 ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻 R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）BE rRa30bBGFNF力电应用第27 页，本讲稿共32 页解：对通电导线作受力分析,得：力电应用BGFNF而由安培力公式

10、得：在闭合电路当中则第28 页，本讲稿共32 页例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b的稳定电流I，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：()（A）适当增大电流I（B）将电流反向并适当改变大小（C）适当增大磁场（D）将磁场反向并适当改变大小ACabI第29 页，本讲稿共32 页 如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会()A.纵向收缩,径向膨胀B.纵向伸长,径向膨胀C.纵向伸长,径向收缩D.纵向收缩,径向收缩纵向A第30 页，本讲稿共32 页第31 页，本讲稿共32 页解析：(1)在线圈中通入沿逆时针方向流动的电流I，在天平左右两盘各加质量分别为m1，m2的砝码，天平平衡，由此就可得到磁感应强度的大小(2)线圈中通入电流I时，由左手定则，线圈底边所受安培力方向竖直向下，由天平平衡得：m1gL(m2gNILB)L，式中L为天平力臂解得B.答案：(1)见解析(2)第32 页，本讲稿共32 页