通电导线在磁场中受到的力课件

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,*,磁场对通电导线的作用,4,磁场对通电导线的作用4,1,一、安培力的方向,演示：按照右图所示进行实验。,1,、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。,2,、,改变,导线中,电流的方向,，观察,受力方向,是否改变。,任务,：通过这两种情况的分析，我们了解了导线受力的方向与磁场方向、电流方向的关系。,一、安培力的方向演示：按照右图所示进行实验。任务：通过这两种,2,通电导线在磁场中受到的力课件,3,演示：按照右图所示进行实验。,1,、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。,通电导线在磁场中受到的力称为,安培力,一、安培力的方向,I,B,F,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,F,I,B,F,I,B,I,B,F,演示：按照右图所示进行实验。通电导线在磁场中受到的力称为安培,4,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,。,四指 电流,磁感线 穿手心,大拇指,受力,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,5,F,I,B,F,I,B,B,I,30,F,F,I,I,I,B,B,B,【例,1,】,画出图中第三者的方向。,(1),(2),(3),(4),(5),(6),FIBFIBBI30FFIIIBBB【例1】画出图中第三者,6,b,B,a,.,F,F=BIL,.,B,F,B,.,F=BIL,b,B,a,(7),(8),bBa.FF=BIL.BFB.F=BIL bBa(,7,B,F,B,B,B,B,B,F,(9),(10),BFBBBBBF(9)(10),8,1,、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、分析受到的安培力时,要善于把立体图,改画成易于,9,例,2,：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？,区别安培定则与左手定则,分析,例2：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,10,I,I,F,F,分析：,电流方向相同,电流方向相反,I,I,F,F,1,2,3,4,电流方向,相同,时，将会,吸引,电流方向,相反,时，将会,排斥,IIFF分析：电流方向相同电流方向相反IIFF1234电流方,11,二,.,安培力的大小,1.,当电流与磁场方向垂直时,:,F=ILB,(BL),B,I,F,二.安培力的大小1.当电流与磁场方向垂直时:F=ILB,12,2,、,电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零,N,S,I,问题,:,如果既不平行也不垂直呢？,B,I,2、电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零NSI问题:,13,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,3.当电流与磁场方向夹,角为,时:,IB把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直 B1=,14,4.L,是,有效长度,，不一定是导线实际长度,弯曲导线的有效长度,L,等于连接两端点直线的长度，相应的电流沿,L,由始端指向末端,4.L是有效长度，不一定是导线实际长度弯曲导线的有效长度L等,15,总结：安培力的大小,：,（,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。即,：,F=ILB,（,2,）平行时：,F,0,（,3,）公式：,F=BIL sin,表示磁场方向与电流方向间的夹角,在中学阶段，,F=I L B sin,仅适用于匀强磁场,B,F,B,B,(4)L,为有效长度,总结：安培力的大小：（2）平行时：F0（3）公式：F=BI,16,3.,如图所示，在与水平面成,60,0,的光滑金属导轨间连一电源，在相距为,1m,的水平导轨上放一质量为,0.3kg,的金属棒,ab,（,ab,棒垂直导轨），磁场方向竖直向上，当棒中电流为,3A,时棒恰好静止，求磁感应强度,B,和棒对导轨的压力大小,B,B,3T;6N,3.如图所示，在与水平面成600的光滑金属导轨间连一电源，在,17,1.,画出导线所在处的磁场方向,2.,确定电流方向,3.,根据左手定则确定受安培力的方向,4.,根据受力情况判断运动情况,判断通电导线在安培力作用下的运动方向问题,1.画出导线所在处的磁场方向判断通电导线在安培力作用下的运动,18,4.,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,D,判断通电导线、线圈在安培力作用下的运动,4.两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可,19,固定,F,F,自由,同向相吸,固定FF,20,电流微元法,B,F,方向,F,方向,B,B,F,例,5.,如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（从上往下看）（）,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,特殊位置法分析运动,C,电流微元法BF方向F方向BBF例5.如图所示，有一通电直,21,例,6,：把轻质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。当线圈内通入如图方向的电流后，判断线圈如何运动？,N,S,从右向左看,电流逆时针流,线圈向磁铁运动,例6：把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿,22,N,S,F,（,1,）绳子拉力,_,(,变大,变小,不变,),（,2,）桌面对磁铁的支持力,_,（,3,）桌面对磁铁的摩擦力,_(,有,无,).,变大,变小,无,N,S,F,桌面对磁铁的摩擦力,_(,有,无,),方向,_.,有,水平向右,F,f,A,NSF（1）绳子拉力_变大变小无NSF桌面对磁铁,23,三,.,磁电式电流表,三.磁电式电流表,24,三、磁电式电流表,1,、电流表的构造,如图所示是电流表的构造图，在一个很强的,蹄形磁铁,的两极间有一个固定的,圆柱形铁芯,，铁芯外面套有一个可以转动的,铝框,，铝框上绕有,线圈,，铝框的转轴上装有两个,螺旋弹簧,和一个,指针,，线圈的两端分别接在这个螺旋弹簧上，被测电流通过弹簧流入线圈,。,三、磁电式电流表1、电流表的构造 如图所示是电,25,2,、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、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,26,2,、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,。,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,27,三、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。,3,、满偏电流,I,g,，内阻,R,g,反映了电流表的最主要特性。,三、磁电式电流表的特点1、表盘的刻度均匀，I。,28,