安培力(精華版)[稻谷書苑]

1、4、磁場對通電導(dǎo)線的作用力 1知識書苑 實驗演示：實驗演示： 觀察演觀察演 示實驗發(fā)現(xiàn)示實驗發(fā)現(xiàn),通電導(dǎo)通電導(dǎo) 線的受力方向與磁線的受力方向與磁 場方向、電流的方場方向、電流的方 向向三者不但不在一三者不但不在一 條直線上條直線上,而且不在而且不在 一個平面內(nèi)一個平面內(nèi),怎樣確怎樣確 定它的方向呢？定它的方向呢？ 2知識書苑 一、安培力的方向一、安培力的方向 F I B I F B F B I N S 3知識書苑 FB FI F B I 安培力安培力F、磁感應(yīng)強度、磁感應(yīng)強度B、電流、電流I三者的方向關(guān)系三者的方向關(guān)系: : F垂直于電流與磁場所在的平面垂直于電流與磁場所在的平面. 而而B與與

2、I不一定垂直不一定垂直 4知識書苑 n伸開左手，使大拇指跟伸開左手，使大拇指跟 其余四指垂直，并且與其余四指垂直，并且與 手掌在同一平面內(nèi)，讓手掌在同一平面內(nèi)，讓 磁感線磁感線從掌心進入從掌心進入，并，并 使四指指向電流的方向，使四指指向電流的方向， 這時拇指所指的方向就這時拇指所指的方向就 是通電導(dǎo)線在磁場中所是通電導(dǎo)線在磁場中所 受安培力的方向。受安培力的方向。 安培力的方向安培力的方向 5知識書苑 左手定則 6知識書苑 練習(xí)練習(xí)1 1：電流強度為：電流強度為I I的通電導(dǎo)線放置于磁感應(yīng)強度為的通電導(dǎo)線放置于磁感應(yīng)強度為B B的的 勻強磁場中，導(dǎo)線所受安培力為勻強磁場中，導(dǎo)線所受安培力為F

3、 F，則下列說法正確的是，則下列說法正確的是 A A勻強磁場中通電導(dǎo)線所受安培力勻強磁場中通電導(dǎo)線所受安培力F F，磁感應(yīng)強度，磁感應(yīng)強度B B及電及電 流流I I，三者在方向上一定互相垂直，三者在方向上一定互相垂直 B B若若I I、B B方向確定，則方向確定，則F F方向唯一確定方向唯一確定 C C若若F F與與B B方向確定，則方向確定，則I I方向唯一確定方向唯一確定 D D若若F F與與B B方向確定，則方向確定，則I I方向不唯一確定，但方向不唯一確定，但I I一定在與一定在與F F 垂直的平面內(nèi)垂直的平面內(nèi) E E若若F F與與I I方向確定，則方向確定，則B B方向唯一確定方向

4、唯一確定 F F若若F F與與I I方向確定，則方向確定，則B B方向不唯一確定，但方向不唯一確定，但B B一定在與一定在與F F 垂直的平面內(nèi)垂直的平面內(nèi) (BDF) 7知識書苑 B I I B I F I F 畫出圖中第三者的方向。畫出圖中第三者的方向。 B B (1) (2) (3) (4) (5) F垂直紙面向里垂直紙面向里 注注: :安培力的方向總與導(dǎo)線垂直安培力的方向總與導(dǎo)線垂直, ,與磁感應(yīng)強度垂直。與磁感應(yīng)強度垂直。 8知識書苑 B F B F 分析受到的安培力時分析受到的安培力時,要善于把立體圖要善于把立體圖, 改畫成易于分析受力的平面圖形改畫成易于分析受力的平面圖形. a

5、B b B b a 9知識書苑 思考與討論：思考與討論： 兩平行通電直導(dǎo)線兩平行通電直導(dǎo)線,若通以同向電流若通以同向電流,則相互吸則相互吸 引；若通以反向電流引；若通以反向電流,則相互排斥則相互排斥.為什么？為什么？ F12 F21 1 2 10知識書苑 n兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離， 其中其中abab固定，固定，cdcd可以自由活動，當通以如可以自由活動，當通以如 圖所示電流后，圖所示電流后，cdcd導(dǎo)線將（）導(dǎo)線將（） A.A.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近abab B.B.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開aba

6、b C.C.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開abab D.D.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近abab a b cd D 11知識書苑 如圖所示，向一根松弛的導(dǎo)體線圈中通以電流如圖所示，向一根松弛的導(dǎo)體線圈中通以電流, , 線圈將會線圈將會( )( ) A.A.縱向收縮縱向收縮, ,徑向膨脹徑向膨脹 B.B.縱向伸長縱向伸長, ,徑向膨脹徑向膨脹 C.C.縱向伸長縱向伸長, ,徑向收縮徑向收縮 D.D.縱向收縮縱向收縮, ,徑向收縮徑向收縮 縱向 12知識書苑 把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來, ,使它使它 的下端剛好跟杯里的

7、水銀面接觸的下端剛好跟杯里的水銀面接觸, ,并使它組成并使它組成 如圖所示的電波如圖所示的電波, ,當開關(guān)接通后當開關(guān)接通后, ,將看到的現(xiàn)象將看到的現(xiàn)象 是是( )( ) A.A.彈簧向上收縮彈簧向上收縮 B.B.彈簧被拉長彈簧被拉長 C.C.彈簧上下振動彈簧上下振動 D.D.彈簧仍靜止不動彈簧仍靜止不動 S 13知識書苑 如圖所示，通電直導(dǎo)線如圖所示，通電直導(dǎo)線A A與賀形通電導(dǎo)線環(huán)與賀形通電導(dǎo)線環(huán)B B固固 定放置在同一水平面上定放置在同一水平面上, ,通有如圖所示的電流通有如圖所示的電流 時時, ,通電直導(dǎo)線受到水平向通電直導(dǎo)線受到水平向 的安培力的安培力 作用作用. .當當A A、B

8、 B中電流大小保持不變中電流大小保持不變, ,但同時改但同時改 變方向時變方向時, ,通電直導(dǎo)線通電直導(dǎo)線A A所受的安培力方向水平所受的安培力方向水平 向向 . . A I B I 14知識書苑 1.當電流與磁場方向垂直時：當電流與磁場方向垂直時： 為為勻強磁場勻強磁場 F B IL F I B I 2.當電流與磁場方向平行時：當電流與磁場方向平行時： B 15知識書苑 B1 B2 .當電流與磁場方向夾當電流與磁場方向夾角時：角時： 為為勻強磁場）勻強磁場） 為為磁場和導(dǎo)線夾角）磁場和導(dǎo)線夾角） 16知識書苑 B F B B I 17知識書苑 B I I B I F I F 畫出圖中第三者的

9、方向。畫出圖中第三者的方向。 B B (1) (2) (3) (4) (5) F垂直紙面向里垂直紙面向里 18知識書苑 B a c b I 如圖所示，直角三角形如圖所示，直角三角形abcabc組成的導(dǎo)線框內(nèi)通組成的導(dǎo)線框內(nèi)通 有電流有電流I I1A1A，并處在方向豎直向下的勻強磁場，并處在方向豎直向下的勻強磁場B B 2T2T中，中，AC=40cmAC=40cm， ，求三角形框架各邊，求三角形框架各邊 所受的安培力。所受的安培力。 o a30 NF bc 0 NFF acab 69. 0 19知識書苑 導(dǎo)線導(dǎo)線abc為垂直折線為垂直折線,其中電流為其中電流為I，ab=bc=L, 導(dǎo)線拓在的平面

10、與勻強磁場垂直導(dǎo)線拓在的平面與勻強磁場垂直,勻強磁場的勻強磁場的 磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為B,求導(dǎo)線求導(dǎo)線abc所受安培力的大所受安培力的大 小和方向小和方向. a bc BILFabc2 BILFab BILF bc 20知識書苑 如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m0.2m，與，與 水平面夾角為水平面夾角為45450 0，金屬棒，金屬棒MNMN的質(zhì)量為的質(zhì)量為0.1kg0.1kg，處在，處在 豎直向上磁感應(yīng)強度為豎直向上磁感應(yīng)強度為1T1T的勻強磁場中，電源電動的勻強磁場中，電源電動 勢為勢為6V6V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為11，為使，為使MNMN處于靜止狀態(tài)，則電處于

11、靜止狀態(tài)，則電 阻阻R R應(yīng)為多少？應(yīng)為多少？( (其他電阻不計其他電阻不計) ) 【答案答案】R=0.2 21知識書苑 如圖所示，在傾角為如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，垂直紙面的光滑斜面上，垂直紙面 水平放置一根長為水平放置一根長為L L、質(zhì)量為、質(zhì)量為m m的通電直導(dǎo)線，電的通電直導(dǎo)線，電 流方向垂直紙面向里，欲使導(dǎo)線靜止在斜面上，流方向垂直紙面向里，欲使導(dǎo)線靜止在斜面上， 外加磁場，磁感應(yīng)強度的大小和方向可以是外加磁場，磁感應(yīng)強度的大小和方向可以是( ) A.B=mgsin/IL，方向垂直斜面向下，方向垂直斜面向下 B.B=mgtan/IL，方向豎直向下，方向豎直向下 C.B=mg/I

12、L，方向水平向左，方向水平向左 D.B=mgcos/IL，方向水平向左，方向水平向左 I 22知識書苑 安培力安培力 B為為勻強磁場勻強磁場. 方向方向: 大?。捍笮。?小結(jié)：小結(jié)： B垂直導(dǎo)線方向垂直導(dǎo)線方向 B平行導(dǎo)線方向平行導(dǎo)線方向 B和和I成一夾角成一夾角 23知識書苑 n水平放置的兩個平行金屬軌道相距水平放置的兩個平行金屬軌道相距0.2m0.2m上面有上面有 一質(zhì)量為一質(zhì)量為0.04kg0.04kg的均勻金屬棒的均勻金屬棒abab，電源電動勢，電源電動勢 為為V V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為0.50.5，滑動變阻器調(diào)到，滑動變阻器調(diào)到2.52.5時，時， 要在金屬棒所在位置施加一個垂直與要在金

13、屬棒所在位置施加一個垂直與abab的勻強的勻強 磁場，才能使金屬棒磁場，才能使金屬棒abab對軌道的壓力恰好為零，對軌道的壓力恰好為零， 求勻強磁場的大小和方向求勻強磁場的大小和方向 a b 若保持磁感應(yīng)強度若保持磁感應(yīng)強度B B的大小不變，方向順時的大小不變，方向順時 針轉(zhuǎn)針轉(zhuǎn)3737，此時，此時abab仍然靜止，則軌道對仍然靜止，則軌道對abab 的支持力和摩擦力為多大？的支持力和摩擦力為多大？ 24知識書苑 如圖所示，在磁感應(yīng)強度為如圖所示，在磁感應(yīng)強度為1T1T的勻強磁場中，的勻強磁場中， 有兩根相同的彈簧，下面掛一條長為有兩根相同的彈簧，下面掛一條長為0.5m0.5m，質(zhì)，質(zhì) 量為量

14、為0.1kg0.1kg的金屬棒的金屬棒MNMN，此時彈簧伸長，此時彈簧伸長10cm10cm， 欲使彈簧不伸長則棒上應(yīng)通過的電流的大小和欲使彈簧不伸長則棒上應(yīng)通過的電流的大小和 方向如何？方向如何？ MN I B 2A2A，方向從，方向從M M到到N N 25知識書苑 2 2 、如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正、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)線中央的上方固定一根直導(dǎo)線MNMN，導(dǎo)線與磁場垂直，導(dǎo)線與磁場垂直， 給導(dǎo)線通以由給導(dǎo)線通以由N N向向M M的電流，則的電流，則( )( ) A. A. 磁鐵對桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用磁鐵對桌面壓力減小，

15、不受桌面的摩擦力作用 B. B. 磁鐵對桌面的壓力減小，受桌面的摩擦力作用磁鐵對桌面的壓力減小，受桌面的摩擦力作用 C. C. 磁鐵對桌面的壓力增大，受桌面的摩擦力作用磁鐵對桌面的壓力增大，受桌面的摩擦力作用 D. D. 磁鐵對桌面的壓力增大，不受桌面摩擦力作用磁鐵對桌面的壓力增大，不受桌面摩擦力作用 A 26知識書苑 N S 導(dǎo)線導(dǎo)線 27知識書苑 如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于O O點，在磁點，在磁 鐵的正下方有一水平放置的長直導(dǎo)線，當導(dǎo)線鐵的正下方有一水平放置的長直導(dǎo)線，當導(dǎo)線 中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的運動情中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的運動情 況

16、將是況將是( )( ) A A靜止不動靜止不動 B B向紙外平動向紙外平動 C CN N極向紙外，極向紙外，S S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動 D DN N極向紙內(nèi)，極向紙內(nèi)，S S極向紙外轉(zhuǎn)動極向紙外轉(zhuǎn)動 28知識書苑 磁電式電流表磁電式電流表 1 1、磁電式電流表的構(gòu)造、磁電式電流表的構(gòu)造：刻度盤、指針、蹄形磁：刻度盤、指針、蹄形磁 鐵、極靴（軟鐵制成）鐵、極靴（軟鐵制成） 、螺旋彈簧、線圈、圓柱、螺旋彈簧、線圈、圓柱 形鐵芯（軟鐵制成）。形鐵芯（軟鐵制成）。 鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉(zhuǎn)動。鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉(zhuǎn)動。 . 29知識書苑 問題電流表中磁場分布有何特點呢？問題電流表

17、中磁場分布有何特點呢？ 電流表中磁鐵與鐵芯之間是電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布均勻輻向分布的的. . 所謂所謂均勻輻向分布均勻輻向分布，就是說所有磁感線的延長，就是說所有磁感線的延長 線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置， 線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度. . 在以鐵芯為中心的圓圈上，在以鐵芯為中心的圓圈上， 各點的磁感應(yīng)強度各點的磁感應(yīng)強度B B的的大小是相等大小是相等的的. . 該磁場該磁場并非勻強磁場并非勻強磁場 問題問題該磁場是否勻強磁場？該磁場是否勻強磁場？ 問題問題該磁場的特點？該磁場的特點？

18、 30知識書苑 2 2、電流表的工作原理、電流表的工作原理 1 1、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，不管、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場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 電流通過線圈時線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，電流通過線圈時線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力， 這兩個力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)到，線圈轉(zhuǎn)動使螺旋彈這兩個力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)到，線圈轉(zhuǎn)動使螺旋彈 簧被扭動，產(chǎn)生一個阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩，其大小簧被扭動，產(chǎn)生一個阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩，其大小 隨線圈轉(zhuǎn)動的角度增大而隨線圈轉(zhuǎn)動的角

19、度增大而 增大，當這種阻礙力矩和增大，當這種阻礙力矩和 安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動 的力矩相平衡時，線圈停的力矩相平衡時，線圈停 止轉(zhuǎn)動。止轉(zhuǎn)動。 31知識書苑 2 2、磁場對電流的作用力與電流成正比，因而、磁場對電流的作用力與電流成正比，因而 線圈中的電流越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大，線圈中的電流越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大， 線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，因而根據(jù)指針線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，因而根據(jù)指針 的偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測電流的強弱。的偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測電流的強弱。 3 3、當線圈中的電流方向發(fā)生變化時，安培力的、當線圈中的電流方向發(fā)生變化時，安培

20、力的 方向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化，方向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化， 所以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測電流所以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測電流 的方向。的方向。 表盤的刻度均勻，表盤的刻度均勻，II 32知識書苑 由于磁場對電流的作用力跟電流成正比，由于磁場對電流的作用力跟電流成正比， 因而安培力的力矩也跟電流成正比，而螺旋形彈簧因而安培力的力矩也跟電流成正比，而螺旋形彈簧 的扭矩與指針轉(zhuǎn)過的角度成正比，所以磁電式電表的扭矩與指針轉(zhuǎn)過的角度成正比，所以磁電式電表 的表盤刻度是均勻的。的表盤刻度是均勻的。 33知識書苑 三、磁電式電流表的特點三、磁電式電流表的特點

21、1、表盤的刻度均勻，、表盤的刻度均勻，I。 2、靈敏度高，但過載能力差，容易燒壞。、靈敏度高，但過載能力差，容易燒壞。 3、滿偏電流、滿偏電流Ig，內(nèi)阻，內(nèi)阻Rg反映了電流表的最反映了電流表的最 主要特性。主要特性。 怎樣提高怎樣提高磁電式電流表的磁電式電流表的靈敏度？靈敏度？ 34知識書苑 3 3 、在傾角為在傾角為3030o o的斜面上，放置兩條寬的斜面上，放置兩條寬L L0.5m0.5m的光滑的光滑 平行導(dǎo)軌，將電源、滑動變阻器用導(dǎo)線連接在導(dǎo)軌上，平行導(dǎo)軌，將電源、滑動變阻器用導(dǎo)線連接在導(dǎo)軌上， 在導(dǎo)軌上橫放一根質(zhì)量為在導(dǎo)軌上橫放一根質(zhì)量為m m0.2kg0.2kg的金屬棒的金屬棒abab，電源電，