3[1].4_通电导线在磁场中受到的力

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,3,章 第,4,节,通电导线在,磁场中受到的力,一、知识回顾,如何描述磁场强弱？,安培力的方向判断？,请总结,F,、,B,、,I,的方向关系。,F,、,B,、,I,方向关系,B,I,F,示意图,安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面,左手定则：,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,;,让磁感应线从掌心进入,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,遵循左手定则,B,I,F,示意图,再次提醒：一定要使用左手！,I,B,F,F,I,B,F,I,B,I,B,F,二、安培力方向的判断,F,I,B,F,I,B,B,B,I,F,B,I,30,F,F,I,I,I,B,B,B,二、安培力方向的判断,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,请使用刚学过的知识解释本实验结果。,同向电流相互吸引,。,反向电流相互排斥。,结论,:,F,F,F,同向电流,F,反向电流,（,1,）在,匀强磁场,中，在通电直导线与磁场方向,垂直,的情况下，导线所受安培力,F,等于磁感应强度,B,、电流,I,和导线的长度,L,三者的乘积。,问题,:,如果既不平行也不垂直呢？,即：,（,2,）平行时：,B,I,三、安培力的大小,I,B,把磁感应强度,B,分解为两个分量：,一个分量与导线垂直,B,1,=,Bsin,另一分量与导线平行,B,2,=,Bcos,平行于导线的分量,B,2,不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由,B,1,决定,即,F=ILB,1,F=,ILBsin,B,2,B,1,将,B,1,=,Bsin,代入得,通电直导线与磁场方向,不垂直,的情况,三、安培力的大小,公式：,F=,ILBsin,表示磁场方向与电流方向间的夹角,注：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场,问题,1:,若,B,与,I,不垂直时，,F,安,与,B,和,I,方向关系可以概括为哪句话？这时左手定则对磁感应线有何要求？,三、安培力的大小,结论：,F,一定与,B,垂直，一定与,I,垂直。但,B,与,I,不一定垂直。,问题,2,：,F,、,B,、,I,一定两两垂直吗？,将长度为,20cm,、通有,0.1A,电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为,1T,。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向,I,B,I,B,30,I,B,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,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,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。,.,四、磁电式电流表,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,关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法正确的是,(),A.,通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用,B.,通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直,C.,通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流方向垂直,D.,通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由,B,和,I,所确定的平面,磁场中某处的磁感线如图所示,(),A.a,、,b,两处的磁感应强度的大小不等,B,a,B,b,B.a,、,b,两处的磁感应强度的大小不等,B,a,B,b,C.,同一通电导线放在,a,处受力一定比放在,b,处大,D.,同一通电导线放在,a,处受力一定比放在,b,处小,a,b,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,如图所示，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,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,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,B,