《磁场对通电导线的作用安培力》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,*,*,39,*,*,*,1,1,磁场对通电导线的作用安培力ppt课件,法国的科学家安培于,1820,年首先发现了这种力，为了纪念安培的贡献，后来人们把,磁场对通电导线的作用力,称为,安培力,。,安 培,（,1775,1836,年,）,法国的科学家安培于1820年首先发现了这种力，为了纪,2,（一）首先我们一起来研究一下安培力的大小与哪些因素有关。,实验设计如下：,注意：线框下端与磁场方向垂直放置.,（一）首先我们一起来研究一下安培力的大小与哪些因素有关。 实,3,1.,当电流与磁场方向垂直时：,一、安培力的大小,B,为,匀强磁场,B,I,条件：,F = ILB,F=0,F,I,B,I,2.,当电流与磁场方向平行时：,B,1.当电流与磁场方向垂直时：一、安培力的大小B为匀强磁场,4,对公式的理解：,F,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,1.I与B不垂直，,把L朝垂直B方向投影,F,B,IL,BILsin ,F,BIL,2.,导线不是直线，找导线的有效长度,（首尾连接的直线）,3.,只有一部分导体在磁场中或者只有一部分通电,一般只适用匀强磁场,4.,n,匝通电线圈部分在磁场中：,F,n,BIL,对公式的理解： F 不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关,5,B,1,B,2,.,当电流与磁场方向夹,角时：,F = ILBsin,（,B,为,匀强磁场）,（,为,磁场和导线夹角）,B1B2.当电流与磁场方向夹角时：F = ILBsin,6,只交换磁极位置,只改变电流方向,受力方向,受力方向,同时改变电流和磁场方向,受力方向,改变,改变,不变,只交换磁极位置只改变电流方向受力方向受力方向同时改变电流和磁,7,二,.,安培力的方向,左手定则：,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,垂直穿入,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。,B,I,F,二.安培力的方向左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内,8,I,I,9,I,B,IB,10,I,B,F,IBF,11,I,B,F,B,IBFB,12,I,B,F,B,B,IBFBB,13,I,B,F,B,B,安培力,F,的方向,总是垂直于电,流,I,与磁感应强度,B,所确定的平面,IBFBB安培力F 的方向总是垂直于电,14,【,典型例题,】,例题,1：,画出图中,通电导线所受安培力的方向,。,注意：使用哪只手来判断呢？,F,F,F,【典型例题】例题1：画出图中通电导线所受安培力的方向。注意：,15,I,F,B, , , , ,F,I,例题2,：,画出图中第三,个物理量,的方向。,IFB FI例题2：画出图中第三个物理量的方向。,16,B,F,B,F,分析受到的安培力时,要善于把立体图,改画成易于分析受力的平面图形,.,a,B,b,B,b,a,把下列立体图演变成平面图,BFBF分析受到的安培力时,要善于把立体图,aBbBb,17,b,B,a,.,F,F=BIL,.,B,F,B,.,F=BIL,b,B,a,bBa.FF=BIL.BFB.F=BIL bBa,18,活动,：电流与电流之间是否有力的作用？,结论,:,同向电流相互吸引,；,反向电流相互排斥,活动：电流与电流之间是否有力的作用？结论:,19,思考,：请你应用左手定则分析两平行直导线间的作用力方向。,A,B,D,C,A,B,D,C,平行直导线间的相互作用：,同向,电流互相,吸引,；,异向,电流互相,排斥,。,思考：请你应用左手定则分析两平行直导线间的作用力方向。ABD,20,思考,：如图所示，通电直导线,AB,固定，,CD,可以自由移动，请你判断通电后,CD,的运动情况,两相交直导线间的相互作用：,有转到同向的趋势。,A,B,D,C,F,F,思考：如图所示，通电直导线AB固定，CD可以自由移动，请你判,21,1,、安培力的大小：,2,、安培力的方向,左手定则,1,）当,I,B,，,F,=,ILB,2,）当,I,/,B,，,F,= 0,3,）当,I,与,B,有夹角,时,F,=,ILB,sin,安培力,对公式的理解,安培力,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,一般只适用匀强磁场,1、安培力的大小：2、安培力的方向左手定则1）当I ,22,专题,：磁场对电流作用力,专题：磁场对电流作用力,23,例,1,：如图，把轻质,铜导线,圈用绝缘细线悬挂在磁铁,N,极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图所示的电流后，判断线圈如何运动？,N,S,例1：如图，把轻质铜导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁,24,N,S,F,F,B,S,N,一、微元法,NSFFBSN一、微元法,25,S,N,N,S,二、等效法,1,、把环形电流,等效,为一个条形磁铁,SNNS二、等效法1、把环形电流等效为一个条形磁铁,26,N,S,2,、把条形磁铁,等效,为一个环形电流,二、等效法,NS2、把条形磁铁等效为一个环形电流二、等效法,27,变式练习,S,N,在条形磁铁的,N,极附近悬挂一个铝制线圈，线圈与磁铁位于同一水平面内，当电流方向如图所示时，线圈将（ ）,A.,靠近磁体平行移动,B.,远离磁铁平行移动,C.,从上向下看顺时针转动，同时靠近磁铁,D.,从上向下看逆时针转动，同时靠近磁铁,D,变式练习SN在条形磁铁的N极附近悬挂一个铝制线圈，线圈与磁铁,28,S,N,N,S,N,S,等效法,N,S,SNNSNS等效法NS,29,例,2,：,把一重力不计可以自由移动的通电直导线,AB,水平放在蹄形磁铁的正上方，当通以图示中的电流时，导线的运动情况是（从上向下看）（ ）,A.,顺时针方向转动，同时下降,B.,顺时针方向转动，同时上升,C.,逆时针方向转动，同时下降,D.,逆时针方向转动，同时上升,N,S,C,F,F,N,S,F,例2：把一重力不计可以自由移动的通电直导线AB水平放在蹄形磁,30,例,3,：,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里的电流，用,N,表示磁铁对桌面的压力，用,f,表示桌面对磁铁的摩擦力，则导线通电后与通电前相比（ ）,A.N,减小，,f=0,B.N,减小，,f0,C.N,增大，,f=0,D.N,增大，,f0,S,N,B,F,F,C,变形：,如果把导线移至,S,极上方，则又如何？,S,N,B,F,F,N,增大，,f,向左,转换研究对象法,例3：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,31,四、处理导线受到安培力的一般思路,1,、分析受到的安培力时,要善于把立体图,改画成易于分析受力的平面图形,2,、注意磁场和电流的方向是否垂直,应用安培力应注意的问题,1,、画出立体图的侧视图（由近向远看）,解题思路,2,、对研究对象进行受力分析,3,、通过受力平衡条件列出平衡方程,4,、计算结果,（,二力平衡，三力平衡,）,或牛顿第二定律方程,四、处理导线受到安培力的一般思路 1、分析受到的安培,32,例,.如图所示质量为m=50g的铜棒，长L10cm，用长度均为L的两根软导线水平地悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B1/3T，通电后，,棒向纸外偏转的最大偏角,37,，此铜棒中电流的大小为多少？,mg,T,F,安,B,A,B,例 .如图所示质量为m=50g的铜棒，长L10cm，用长度,33,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,_.,B=mgtan/IL,X,mg,F,例：在倾斜角为的光滑斜面上,置一通有电流I,长为L,质,34,引申,1,：,欲使它静止在斜面上,外加磁场的磁感应强度,B,的最小值为,_,方向,_.,引申,2,：,欲使它静止在斜面上,且对斜面无压 力,外加磁场的磁感应强度,B,的最小值为,_,方向,_.,X,G,N,F,B,mgsin=BIL,B=mgsin/IL,mg=BIL B=mg/IL,X,G,F,B,引申1：欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度B,35,【,例,3】,如图所示，两平行光滑导轨相距,0.2m,，与水平面夹角为,45,0,，金属棒,MN,的质量为,0.1kg,，处在竖直向上磁感应强度为,1T,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,),【,答案,】,R,=0.2,【例3】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为,36,2,、,如图所示,:,在磁感强度为,2T,的匀强磁场中,一与水平面成,37,度角的导电轨道,轨道上放一可 移动的金属杆,ab,，电源电动势为,E=10,伏,内阻,r=1,欧,ab,长,L=0.5m,质量,m,为,0.2kg,杆与轨道间的摩擦因数,u=0.1,求接在轨道中的可变电阻,R,在什么范围内,可使,ab,杆在轨道上保持静止,?(,杆与轨道的电阻不计,),b,2、如图所示:在磁感强度为2T的匀强磁场中,一与水平面,37,G,F,N,f,(1),摩擦力沿斜面向上,:,mgsin,=Fcos,+f,N=mgcos,+Fsin,f=uN,(2),摩擦力沿斜面向下,mgsin,+f=Fcos,N=mgcos+Fsin,f=uN,F=(mgsin+umgcos)/(cos-usin),F=,（,mgsin,-,umgcos,)/(cos+usin),GFNf(1) 摩擦力沿斜面向上:mgsin =Fcos,38,例,6,：,如图所示，,ab,、,cd,为平行的金属导轨，相距为,L,其平面与水平面的夹角为,30,0,匀强磁场,B,竖直向上，一质量为,m,的金属棒放在导轨上。为了使导体棒静止在导轨上，则通过棒的电流应为多大？（设棒与导轨间的动摩擦因数为,=,）,a,b,c,d,B,例6：如图所示，ab、cd为平行的金属导轨，相距为L,其平面,39,