通电导线在磁场中受到的力ppt课件

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,*,*,*,通电导线在磁场中受到的力ppt课件,1,第4讲通电导线在磁场中受到的力,目标定位,1.,知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向.,2.理解并熟练应用安培力的计算公式,F,ILB,sin,.,3.,了解磁电式电流表的构造及原理.,第4讲通电导线在磁场中受到的力目标定位,2,1,预习导学,梳理识记点拨,2,课堂讲义,理解深化探究,3,对点练习,巩固应用反馈,1预习导学 梳理识记点拨 2课堂讲义,3,预习导学,梳理识记点拨,一、安培力的方向,1.,安培力：通电导线在,中受的力.,2.,决定安培力方向的因素,(1),方向；(2),方向.,磁场,磁场,电流,预习导学 梳理识记点拨 一、,4,3.,左手定则：如图1所示，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平面,内；让磁感线从,进入并使四指指向_,，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.,4.,安培力的特点：,F,I,，,F,B,，即,F,垂直于,决定的平面.,图,1,掌心,电流的,方向,B,和,I,3.左手定则：如图1所示，伸开左手，使拇指与图1掌心电流的方,5,想一想,当通电导线与磁感线不垂直时，还可用左手定则判断安培力的方向吗？,答案,当电流方向跟磁感线方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流和磁场共同决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心.,想一想当通电导线与磁感线不垂直时，还可用左手定则判断安培力,6,二、安培力的大小,同一通电导线，按不同方式放在同一,磁场中，受力情况不同，如图2所示.,1.,如图甲，,I,B,，此时安培力最大，,F,.,2.,如图乙，,I,B,，此时安培力最小，,F,.,3.,如图丙，当,I,与,B,成,角时，可以把磁感应强度,B,分解，如图丁所示.此时,F,，这是一般情况下安培力的表达式.,图,2,BIL,0,BIL,sin,二、安培力的大小图2BIL0BILsin,7,想一想,通电导线在磁场中一定受到磁场力吗？若导线不受磁场力作用是否可以判定该处无磁场呢？,答案,当通电导线与磁场平行时不受磁场力，由此也可知，当导线不受磁场力作用时无法判定该处有无磁场.,想一想通电导线在磁场中一定受到磁场力吗？若导线不受磁场力作,8,三、磁电式电流表,1.,原理：通电线圈在磁场中受到,作用而发生偏转.线圈偏转的角度越大，被测电流就_.根据线圈,，可以知道被测电流的方向.,2.,构造：,、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴.,安培力,越大,偏转的方向,磁铁,三、磁电式电流表安培力越大偏转的方向磁铁,9,3.,特点：两磁极间的极靴极化靴中间的铁质圆柱，,使极靴与圆柱间的磁场都沿,方向，保持线圈,转动时，安培力的大小不受磁场影响，电流所受,安培力的方向总与线圈平面垂直.使线圈平面都与,磁场方向,，使表盘刻度均匀，如图3所示.,4.,优点：灵敏度高，可以测出,的电流.,缺点：线圈导线很细，允许通过的电流很弱.,图,3,半径,平行,很弱,3.特点：两磁极间的极靴极化靴中间的铁质圆柱，图3半径平行很,10,想一想,用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是否都受到安培力作用？,答案,与磁感线平行的两个边不受安培力作用.,想一想用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的四条边是否都受到,11,课堂讲义,理解深化探究,一、安培力的方向,1.,安培力的方向既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，即安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面.,2.,当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流与磁场所决定的平面，所以仍用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心，而是斜穿过手心.,温馨提示,F,I,，,F,B,，但,B,与,I,不一定垂直.,课堂讲义 理解深化探,12,例1,画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向.,例1 画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向.,13,解析,无论,B,、,I,是否垂直，安培力总是垂直于,B,与,I,决定的平面，且满足左手定则.,答案,如图所示,解析无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I决定的平面，,14,二、对安培力,F,ILB,sin,的理解,1.,安培力大小的计算公式,F,ILB,sin,，,为磁感应强度方向与导线方向的夹角.,(1),当,90，即,B,与,I,垂直时，,F,ILB,.,(2),当,0，即,B,与,I,平行时，,F,0.,二、对安培力FILBsin 的理解,15,2.,当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度,L,，等于连接两端点直线的长度(如图4所示)；相应的电流沿,L,由始端流向末端.,图,4,2.当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点,16,例2,长度为,L,、通有电流为,I,的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为,B,，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是(),例2长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方,17,解析,A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，故,F,BIL,cos,，A正确；,B图中，导线和磁场方向垂直，故,F,BIL,，B错误；,C图中导线和磁场方向垂直，故,F,BIL,，C错误；,D图中导线和磁场方向垂直，故,F,BIL,，D错误.,答案,A,解析A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上,18,例3,如图5所示，一段导线,abcd,位于磁,感应强度大小为,B,的匀强磁场中，且与,磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段,ab,、,bc,和,cd,的长度均为,L,，且,abc,bcd,135.流经导线的电流为,I,，方向如图中箭头所示.导线,abcd,所受到的磁场的作用力的合力(),A.,方向沿纸面向上，大小为(1),BIL,B.,方向沿纸面向上，大小为(1),BIL,C.,方向沿纸面向下，大小为(1),BIL,D.,方向沿纸面向下，大小为(1),BIL,图5,例3如图5所示，一段导线abcd位于磁图5,19,答案,A,答案A,20,三、安培力作用下的物体平衡,在实际分析中，安培力、电流方向以及磁场方向构成一个空间直角坐标系，在空间判断安培力的方向有很大的难度，所以在判断一些复杂的安培力方向时都会选择画侧视图的方法，这样就可以把难以理解的空间作图转化成易于理解的平面作图.,三、安培力作用下的物体平衡,21,例4,如图6所示，在与水平方向夹角为60的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m的平行导轨上放一质量为,m,0.3 kg的金属棒,ab,，通以从,b,a,，,I,3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止.求：,(1)匀强磁场磁感应强度的大小；,(2),ab,棒对导轨压力的大小.(,g,10 m/s,2,),图6,例4如图6所示，在与水平方向夹角为60的光滑金属导轨间有,22,答案,(1)1.73 T,(2)6 N,答案(1)1.73 T(2)6 N,23,借题发挥,有些同学在处理此类问题时常常感到比较困难，原因是空间观念不强，对磁场方向、电流方向、安培力方向的关系分辨不清，这时可由立体图画出正视图、侧视图或俯视图，则三者之间的关系就一目了然了.例如本题画出侧视图，不但磁感应强度、电流和安培力三者方向关系确定了，安培力、重力和支持力的关系也清楚了.,借题发挥,24,对点练习,巩固应用反馈,安培力的方向,1.,如图7所示，其中A、B图已知电流方向,及其所受安培力的方向，试判断并在图,中标出磁场方向.C、D图已知磁场方向,及其对电流作用力的方向，试判断电流方向并在图中标出.,答案,A,图磁场方向垂直纸面向外；,B图磁场方向在纸面内垂直,F,向下；,C、D图电流方向均垂直于纸面向里.(图略),图,7,对点练习,25,安培力的大小,2.,如图8所示在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线，电流为,I,，磁感应强度为,B,，求各导线所受的安培力的大小.,图,8,答案,A.,ILB,cos,B.,ILB,C.,ILB,D.2,BIR,E.0,安培力的大小图8答案A.ILBcos B.ILBC.,26,安培力作用下的物体平衡,3.,如图9所示，光滑导轨与水平面成,角，导,轨宽为,L,.,有大小为,B,的匀强磁场，方向垂直,导轨面，金属杆长为,L,，质量为,m,，水平放,在导轨上.当回路中通过电流时，金属杆正,好能静止.,求：电流的大小为多大？,磁感应强度的方向如何？,图,9,安培力作用下的物体平衡图9,27,解析,在解这类题时必须画出截面图，只有在,截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而,弄清各矢量方向间的关系.,因为,B,垂直轨道面，,又金属杆处于静止状态，所以,F,必沿斜面向上，,由左手定则知，,B,垂直轨道面向上.大小满足,BIL,mg,sin,，,解析在解这类题时必须画出截面图，只有在,28,通电导线在磁场中受到的力ppt课件,29,