通电导体在磁场中的受力(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,安培力,4,、通电导线在磁场中受到的力,1,1,、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。,磁场对通,电导线(或电流)的作用力称为安培力,一、安培力的方向,2,、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,猜测,:,哪些因素会影响导线受力的方向,电流的方向和磁场的方向,2,一,.,安培力的方向,3,N,S,安培力的方向,伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；,让磁感线从掌心进入,，并使四指指向电流方向，这时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。,左手定则,:,1.,电流与磁场方向不一定垂直；,2.,安培力的方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向，即安培力垂直电流和磁场所确定的平面,4,F,I,B,F,I,B,B,B,I,F,B,I,30,F,F,I,I,I,B,B,B,【例1】,画出图中第三个量的方向。,5,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。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验你的预测。,电流方向相同时，将会吸引,;,电流方向相反时，将会排斥。,?,6,I,I,F,F,分析：,电流方向相同,电流方向相反,I,I,F,F,7,电流元：,很短的一段通电导线中的电流,I,与导线长度,L,的乘积,IL.,方法：用,检验电流元,来研究磁场强弱,二、安培力的大小,理想模型,8,1.,当电流和磁场垂直时,安培力的大小,F,ILB,2.,当电流和磁场平行时,F,0,3.,当电流和磁场夹角,时,F=ILB,sin,对公式的理解,不仅与,B,、,I,、,L,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,F,BIL,只适用匀强磁场,9,【,例,3】,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,?,10,B,I,B,I,B,R,I,B,11,三,.,磁电式电表,12,2,、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。,13,N,S,1、电流微元法:,2、等效分析法:,3、特殊位置分析法:,安培力的应用-物体运动的判定方法：,N,S,环形电流、通电螺线管、条形磁铁,14,自由,固定,F,F,解析：两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势,例题,15,4、利用结论法：,结论一：两电流平行时，同向电流之间相互吸引，反向电流相互排斥；,结论二：两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势。,16,练习,1,、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,AB,B,、顺时针方向转动，同时离开导线,AB,C,、逆时针方向转动，同时离开导线,AB,D,、逆时针方向转动，同时靠近导线,AB,A,B,C,D,I,I,A,结论：,两通电导线有达到电流方向相同，并靠近的趋势,17,通电矩形导线框,abcd,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。判断线框将如何运动,M,N,a,b,c,d,I,1,I,2,M,N,I,1,B,a,b,c,d,I,2,正确答案：,B,、,C,18,2,、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，受桌面的摩擦力作用,D.,磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用,应用二-安培力作用下物体的平衡问题：,19,例：,在倾斜角为,的光滑斜面上,置一通有电流,I,长为,L,质 量为,m,的导 体棒，如图所示,在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度,B,为,_.,F,B,N,mg,20,如图所示，两平行光滑导轨相距,0.2,m,，与水平面夹角为,45,0,，金属棒,MN,的质量为,0.1,kg,，处在竖直向上磁感应强度为,1,T,的匀强磁场中，电源电动势为,6V,，内阻为,1,，为使,MN,处于静止状态，则电阻,R,应为多少？,(,其他电阻不计,),21,1.,如图，一根长,L,，质量为,m,的导线用软导线悬挂在方向水平的磁感应强度为,B,的匀强磁场中，现要使悬绳张力为,0,，则导线中电流应为多少？方向如何,B,如果其他都不变，磁场方向相反，绳子的张力变为多大,?,如果其他都不变，磁场方向变为竖直向上，平衡时绳子的张力变为多大,?,22,练习,3,：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,（）,A,ab,向外，,cd,向里转动且向,M,靠拢,B,ab,向里，,cd,向外转动且远离,M,C,ad,向外，,bc,向里转动且向,M,靠拢,D,ad,向里，,bc,向外转动且远离,M,A,23,3,、如图所示，在倾角为,30,o,的斜面上，放置两条宽,L,0.5m,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,m,0.2kg,的金属棒,ab,，电源电动势,E,12V,，内阻,r,0.3,，磁场方向垂直轨道所在平面，,B,0.8T,。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/s,2,，其它电阻不计）,B,E,r,R,a,30,b,B,G,F,N,F,24,