通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力.ppt

安培力,4、通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力,1、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。,磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(或電流)的作用力稱為安培力,一、安培力的方向,2、上下交互磁場(chǎng)的位置以改變磁場(chǎng)的方向，觀察受力方向是否變化,猜測(cè):哪些因素會(huì)影響導(dǎo)線受力的方向,電流的方向和磁場(chǎng)的方向,一.安培力的方向,N,S,安培力的方向,伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。,左手定則:,1.電流與磁場(chǎng)方向不一定垂直； 2.安培力的方向既垂直于電流方向又垂直于磁場(chǎng)方向，即安培力垂直電流和磁場(chǎng)所確定的平面,30,I,I,I,B,B,B,【例1】畫出圖中第三個(gè)量的方向。,問題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條導(dǎo)線相互吸引，什么情況下相互排斥？請(qǐng)你運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行討論并做出預(yù)測(cè)，然后用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)愕念A(yù)測(cè)。,電流方向相同時(shí)，將會(huì)吸引; 電流方向相反時(shí)，將會(huì)排斥。,?,分析：,電流方向相同,電流方向相反,電流元：很短的一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL.,方法：用檢驗(yàn)電流元來研究磁場(chǎng)強(qiáng)弱,二、安培力的大小,理想模型,1.當(dāng)電流和磁場(chǎng)垂直時(shí),安培力的大小,FILB,2.當(dāng)電流和磁場(chǎng)平行時(shí),F0,3.當(dāng)電流和磁場(chǎng)夾角時(shí),F=ILB sin,對(duì)公式的理解,不僅與B、I、L有關(guān)，還與放置方式有關(guān),L是有效長(zhǎng)度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度,FBIL,只適用勻強(qiáng)磁場(chǎng),【例3】如果與磁感線垂直的平面內(nèi)的通電導(dǎo)線為一等邊直角三角形的兩條直角邊，此時(shí)電流受到的安培力怎樣求？大小多少？方向怎樣？?jī)闪Φ暮狭Υ笮》较蛟鯓樱咳绻娏餮豠b邊從a到b，ab邊受安培力多大？,如果是一閉合回路 受力又是多少?,三. 磁電式電表,2、電流表的工作原理,1、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感應(yīng)線平行，當(dāng)電流通過線圈時(shí)線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個(gè)力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)到，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)使螺旋彈簧被扭動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，其 大小,隨線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度增大而增大，當(dāng)這種阻礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩相平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)。,2、等效分析法:,3、特殊位置分析法:,安培力的應(yīng)用-物體運(yùn)動(dòng)的判定方法：,環(huán)形電流、通電螺線管、條形磁鐵,解析：兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢(shì),例題,4、利用結(jié)論法：,結(jié)論一：兩電流平行時(shí)，同向電流之間相互吸引，反向電流相互排斥；,結(jié)論二：兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且方向相同的趨勢(shì)。,練習(xí)1、兩條直導(dǎo)線相互垂直，如圖所示，但相隔一個(gè)小距離，其中一條AB是固定的，另一條CD能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)直流電流按圖示方向通入兩條導(dǎo)線時(shí)，CD導(dǎo)線將（ ） A、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線AB B、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線AB C、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線AB D、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線AB,A,結(jié)論：兩通電導(dǎo)線有達(dá)到電流方向相同，并靠近的趨勢(shì),通電矩形導(dǎo)線框abcd與無限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，電流方向如圖所示，ab邊與NM平行。判斷線框?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng),正確答案：B、C,2 、如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直導(dǎo)線MN，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，給導(dǎo)線通以由N向M的電流，則( ) A. 磁鐵對(duì)桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用 B. 磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，受桌面的摩擦力作用 C. 磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，受桌面的摩擦力作用 D. 磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，不受桌面摩擦力作用,應(yīng)用二-安培力作用下物體的平衡問題：,例：在傾斜角為的光滑斜面上,置一通有電流I,長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì) 量為m的導(dǎo) 體棒，如圖所示,在豎直向上的磁場(chǎng)中靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為 _.,B,如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m，與水平面夾角為450，金屬棒MN的質(zhì)量為0.1kg，處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1，為使MN處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電阻R應(yīng)為多少？(其他電阻不計(jì)),1.如圖，一根長(zhǎng)L，質(zhì)量為m的導(dǎo)線用軟導(dǎo)線懸掛在方向水平的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)要使懸繩張力為0，則導(dǎo)線中電流應(yīng)為多少？方向如何,如果其他都不變，磁場(chǎng)方向相反，繩子的張力變?yōu)槎啻?,如果其他都不變，磁場(chǎng)方向變?yōu)樨Q直向上，平衡時(shí)繩子的張力變?yōu)槎啻?,練習(xí)3 ：如圖所示，固定螺線管M右側(cè)有一正方形線框abcd，線框內(nèi)通有恒定電流，其流向?yàn)閍bcd，當(dāng)閉合開關(guān)S后，線框運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)為（ ） Aab向外，cd向里轉(zhuǎn)動(dòng)且向M靠攏 Bab向里，cd向外轉(zhuǎn)動(dòng)且遠(yuǎn)離M Cad向外，bc向里轉(zhuǎn)動(dòng)且向M靠攏 Dad向里，bc向外轉(zhuǎn)動(dòng)且遠(yuǎn)離M,A,3 、如圖所示，在傾角為30o的斜面上，放置兩條寬L0.5m的光滑平行導(dǎo)軌，將電源、滑動(dòng)變阻器用導(dǎo)線連接在導(dǎo)軌上，在