安培力(精华版)讲义课件

*,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,第二节 磁场对,通电导线,的作用力,安培力,实验演示：,问题一：,观察演示实验发现,通电导线的受力方向与磁场方向、电流的方向,三者不但不在一条直线上,而且不在一个平面内,怎样确定它的方向呢？,一、安培力的方向,F,I,B,I,F,B,F,B,I,N,S,FB,FI,FB,FI,F,B,I,安培力,F,、磁感应强度,B,、电流,I,三者的方向关系,:,F,垂直于电流与磁场所在的平面,.,而,B,与,I,不一定,垂直,伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且与手掌在同一平面内，让磁感线,从掌心进入,，并使四指指向电流的方向，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。,安培力的方向,左手定则,左手定则,B,I,I,B,I,F,I,F,【,例,1】,画出图中第三者的方向。,B,B,(1),(2),(3),(4),(5),注,:,安培力的方向总与导线垂直,与磁感应强度垂直。,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,思考与讨论：,两平行通电直导线,若通以同向电流,则相互吸引；若通以反向电流,则相互排斥,.,为什么？,F,12,F,21,1,2,两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中,ab,固定，,cd,可以自由活动，当通以如图所示电流后，,cd,导线将（）,A.,顺时针方向转动，同时靠近,ab,B.,逆时针方向转动，同时离开,ab,C.,顺时针方向转动，同时离开,ab,D.,逆时针方向转动，同时靠近,ab,a,b,c,d,D,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,把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成如图所示的电波,当开关接通后,将看到的现象 是,( ),A.,弹簧向上收缩,B.,弹簧被拉长,C.,弹簧上下振动,D.,弹簧仍静止不动,S,C,如图所示，通电直导线,A,与贺形通电导线环,B,固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线受到水平向,的安培力作用,.,当,A,、,B,中电流大小保持不变,但同时改变方向时,通电直导线,A,所受的安培力方向水平向,.,A,I,B,I,右,右,1.,当电流与磁场方向垂直时：,二、安培力的大小,B,为,匀强磁场,B,I,条件：,F=0,F,I,B,I,2.,当电流与磁场方向平行时：,B,F=BIL,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）,B,F,B,B,I,B,a,c,b,I,如图所示，直角三角形,abc,组成的导线框内通有电流,I,1A,，并处在方向竖直向下的匀强磁场,B,2T,中，,AC=40cm,， ，求三角形框架各边所受的安培力。,导线,abc,为垂直折线,其中电流为,I,，,ab,=,bc,=L,导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强度为,B,求导线,abc,所受安培力的大小和方向,.,a,b,c,【,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,如图所示，在倾角为,的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为,L,、质量为,m,的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止在斜面上，外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是,( ),A.B=,mgsin,/IL,，方向垂直斜面向下,B.B=,mgtan,/IL,，方向竖直向下,C.B=mg/IL,，方向水平向左,D.B=,mgcos,/IL,，方向水平向左,I,BC,安培力,F,垂直于,B,和,I,所决定的平面,用,左手定则,判定。,B,为,匀强磁场,.,方向,:,大小：,小结：,F=BIL,B,垂直导线方向,F=0,B,平行导线方向,F=,BILsin,B,和,I,成一夹角,水平放置的两个平行金属轨道相距,0.2m,上面有一质量为,0.04kg,的均匀金属棒,ab,，电源电动势为,V,，内阻为,0.5,，滑动变阻器调到,2.5,时，要在金属棒所在位置施加一个垂直与,ab,的匀强磁场，才能使金属棒,ab,对轨道的压力恰好为零，求匀强磁场的大小和方向,a,b,若保持磁感应强度,B,的大小不变，方向顺时针转,37,，此时,ab,仍然静止，则轨道对,ab,的支持力和摩擦力为多大？,如图所示，在磁感应强度为,1T,的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为,0.5m,，质量为,0.1kg,的金属棒,MN,，此时弹簧伸长,10cm,，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？,M,N,I,B,2A,，方向从,M,到,N,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,N,S,导线,将如何运动？,如图所示，蹄形磁体用悬线悬于,O,点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是,( ),A,静止不动,B,向纸外平动,C,N,极向纸外，,S,极向纸内转动,D,N,极向纸内，,S,极向纸外转动,C,磁电式电流表,1,、磁电式电流表的构造,：,刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。,铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。,.,问题电流表中磁场分布有何特点呢？,电流表中磁铁与铁芯之间是,均匀辐向分布,的,.,所谓,均匀辐向分布,，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，,线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度,.,在以铁芯为中心的圆圈上，,各点的磁感应强度,B,的,大小是相等,的,.,该磁场,并非匀强磁场,问题,该磁场是否匀强磁场？,问题,该磁场的特点？,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。,2,、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。,3,、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。,表盘的刻度均匀，,I,【,说明,】,由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。,三、磁电式电流表的特点,1,、表盘的刻度均匀，,I,。,2,、灵敏度高，但过载能力差,(,绕制线圈的导线很细,),，容易烧坏。,3,、满偏电流,Ig,，内阻,Rg,反映了电流表的最主要特性。,3,、,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,【,例题,】,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,),R=0.2,