磁場及其對電流的作用課件

1、第八章磁場第八章磁場第第1課時磁場及其對電流的作用課時磁場及其對電流的作用磁場力磁場力N極極強弱和方向強弱和方向N極極切線切線ILF越弱越弱最強最強越弱越弱切線切線強弱強弱弱弱閉合閉合中斷中斷相交相交強強 圖811 三、 地磁場的主要特點地磁場的主要特點 地球的磁場與條形磁體的磁場相似，其地球的磁場與條形磁體的磁場相似，其主要特點有三個：主要特點有三個： 1 1地磁場的地磁場的N N極在地球的南極附近，極在地球的南極附近，S S極極在地球的在地球的北極北極附近，存在磁偏角，磁感附近，存在磁偏角，磁感線分布如圖線分布如圖811所示 2地磁場地磁場B的水平分量的水平分量(Bx)總是從地總是從地球南

2、極指向北極，而豎直分量球南極指向北極，而豎直分量(By)則南北則南北相反，在南半球垂直水平面向相反，在南半球垂直水平面向上上，在，在北半球垂直水平面向北半球垂直水平面向下下 3.在赤道平面上，與地球表面距離相在赤道平面上，與地球表面距離相等的各點，磁感應強度相等，且方向水平等的各點，磁感應強度相等，且方向水平向向北北.一、一、 磁場對電流的作用磁場對電流的作用1 1、安培力：安培力：磁場對電流的作用力。磁場對電流的作用力。2 2、安培力大小安培力大小: : 一根長為一根長為L L的直導線的直導線, ,處于磁感應強處于磁感應強度為度為B B的勻強磁場中的勻強磁場中, ,且與且與B B的夾角為的夾

3、角為,當通過電流當通過電流I I時時, ,安培力的大小安培力的大小可以表示為可以表示為 F=BILsinF=BILsinBI即：即：L L為有效長度為有效長度當當=90=90時時, ,安培力最大安培力最大. .F Fmaxmax=BIL=BIL當當=0=0或或180180時時, ,安培力為零安培力為零. .3 3、安培力的方向、安培力的方向: : 左手定則左手定則判定判定, , 安培力始終安培力始終垂直垂直于磁感應強度的方于磁感應強度的方向和電流的方向所決定的平面向和電流的方向所決定的平面. . 電流電流方向和方向和磁感應強磁感應強度度方向方向不一定不一定要垂直要垂直, ,它它們中只有一量反向

4、時們中只有一量反向時, ,安安培力反向培力反向, ,而當兩量都反而當兩量都反向時向時, ,安培力方向不變安培力方向不變. .練習：在下圖標出練習：在下圖標出 F F 或或 I I 的方向的方向（1）F=0F=0練習：在下圖標出練習：在下圖標出 F F 或或 I I 的方向的方向（2）IF練習：在下圖標出練習：在下圖標出 F 或或 I 的方向的方向（3）IFB（4）FI練習：在下圖標出練習：在下圖標出 F 或或 I 的方向的方向F（5）BI練習：在下圖標出練習：在下圖標出 F 或或 I 的方向的方向IB（6）垂直紙面向里垂直紙面向里練習：在下圖標出練習：在下圖標出 F 或或 I 的方向的方向1.

5、 1. 怎樣分析安培力的大小和方向怎樣分析安培力的大小和方向(1)(1)安培力的常用公式安培力的常用公式: :F=BILF=BIL. .要求要求B B、I I、L L相互垂直相互垂直. .注意：注意：式中式中B B并非一定是勻強磁場并非一定是勻強磁場, ,但但一定應為導線所在各點某時刻相同的一定應為導線所在各點某時刻相同的磁感應強度磁感應強度. .ab有效長度有效長度: :即在磁場中導線兩端點長度即在磁場中導線兩端點長度, ,相應的電流方向應沿等效長度由始端流相應的電流方向應沿等效長度由始端流向末端向末端. .(2)L(2)L是有效長度是有效長度對任意形狀的對任意形狀的閉合閉合回路回路, ,可

6、認為線圈的有可認為線圈的有效長度為零效長度為零, ,即即L=0,L=0,所以通電后所以通電后, ,在勻強磁場中受到的安培力在勻強磁場中受到的安培力的的矢量和矢量和一定為零一定為零. .ab圖圖4 如何判斷通電導線或線圈在安培力作用下的如何判斷通電導線或線圈在安培力作用下的運動方向？運動方向？ 解答：解答：判斷通電導線或線圈在安培力作用判斷通電導線或線圈在安培力作用下的運動方向，一般采用下列幾種方法：下的運動方向，一般采用下列幾種方法： 1電流元分析法電流元分析法 把長直電流等分為無數(shù)小段直線電流元，把長直電流等分為無數(shù)小段直線電流元，先用左手定則判斷出一小段電流元受到的安培先用左手定則判斷出一

7、小段電流元受到的安培力方向，再判斷整段電流所受的安培力合力的力方向，再判斷整段電流所受的安培力合力的方向，從而確定導線的運動方向方向，從而確定導線的運動方向圖825例：例：如圖如圖825所示，用細繩懸于所示，用細繩懸于O點的點的可自由轉動的通電導線可自由轉動的通電導線AB放在蹄形磁鐵的放在蹄形磁鐵的上方，當導線中通以圖示方向電流時，從上上方，當導線中通以圖示方向電流時，從上向下看向下看AB的轉動方向及細繩中張力如何變的轉動方向及細繩中張力如何變化化()AAB順時針轉動，張力變大順時針轉動，張力變大BAB逆時針轉動，張力變小逆時針轉動，張力變小CAB順時針轉動，張力變小順時針轉動，張力變小DAB

8、逆時針轉動，張力變大逆時針轉動，張力變大 解析：解析：在導線上靠近在導線上靠近A、B兩端各取一個電兩端各取一個電流元，流元，A處電流元所在磁場向上穿過導線，根處電流元所在磁場向上穿過導線，根據(jù)左手定則，該處導線受力向外，同理據(jù)左手定則，該處導線受力向外，同理B處電處電流元受安培力向里，所以從上向下看，導線逆流元受安培力向里，所以從上向下看，導線逆時針轉動，同時，由于導線轉動，所以電流在時針轉動，同時，由于導線轉動，所以電流在垂直紙面方向有了投影，對于此有效長度來說，垂直紙面方向有了投影，對于此有效長度來說，磁感線是向右穿過導線，再根據(jù)左手定則可判磁感線是向右穿過導線，再根據(jù)左手定則可判定導線受到向下的安培力定導線受到向下的安培力 【答案【答案】 D 2特殊位置分析法特殊位置分析法 分析通電導線上的某個特殊位置，分析通電導線上的某個特殊位置，判斷其安培力方向，從而確定運動方判斷其安培力方向，從而確定運動方向向 3等效分析法等效分析法 常把條形磁鐵等效為環(huán)形電流，也常把條形磁鐵等效為環(huán)形電流，也可把環(huán)形電流等效為小磁針，以及把通可把環(huán)形電流等效為小磁針，以及把通電螺線管等效成多個環(huán)形電流或條形磁電螺線管等效成多個環(huán)形電流或條形磁鐵鐵 4結論分析法結論分析法 兩電流相互平行時無轉動趨勢，兩電流相互平行時無轉動趨勢，同向電流相互吸