3[1]4_磁場對通電導(dǎo)線的作用力

1、3.43.4 磁場對通電磁場對通電 導(dǎo)線的作用導(dǎo)線的作用安培力：安培力：通電導(dǎo)線在磁場中受到的力通電導(dǎo)線在磁場中受到的力一、安培力的方向一、安培力的方向演示：按照右圖所示進(jìn)行實驗。演示：按照右圖所示進(jìn)行實驗。1 1、改變導(dǎo)線中、改變導(dǎo)線中 電流的方向，觀察電流的方向，觀察受力方向是否改變。受力方向是否改變。2 2、上下交互磁場的位置以改變磁、上下交互磁場的位置以改變磁場的方向，觀察受力方向是否變化。場的方向，觀察受力方向是否變化。通過這兩種情況的分析，我們實際通過這兩種情況的分析，我們實際上已經(jīng)了解了導(dǎo)線受力的方向與磁上已經(jīng)了解了導(dǎo)線受力的方向與磁場方向、電流方向的關(guān)系。你能用場方向、電流方向

2、的關(guān)系。你能用簡潔的方法表示這個關(guān)系嗎？簡潔的方法表示這個關(guān)系嗎？安培力方向垂直于電流和磁場方向，即安培力方向垂直于電流和磁場方向，即垂直于電流和磁場所在的平面。垂直于電流和磁場所在的平面。IBFIBFIFBBBIFBI判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向 問題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間問題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會通過磁場發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條導(dǎo)會通過磁場發(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？請你運(yùn)用學(xué)線相互吸引，什么情況下相互排斥？請你運(yùn)用學(xué)過的知識進(jìn)行討論并做出預(yù)測，然后用實驗檢驗過的知識進(jìn)行討論并做出預(yù)

3、測，然后用實驗檢驗?zāi)愕念A(yù)測。你的預(yù)測。電流方向相同時，將會吸引電流方向相同時，將會吸引; ;電流方向相反時，將會排斥。電流方向相反時，將會排斥。?IIFF分析：分析：電流方向相同電流方向相同電流方向相反電流方向相反IIFF二、安培力的大小：二、安培力的大小： 把磁感應(yīng)強(qiáng)度把磁感應(yīng)強(qiáng)度B B分解為兩個分量：分解為兩個分量：一個分量與導(dǎo)線垂直一個分量與導(dǎo)線垂直 B1=B1=BsinBsin另一分量與導(dǎo)線平行另一分量與導(dǎo)線平行 B2=B2=BcosBcos平行于導(dǎo)線的分量平行于導(dǎo)線的分量B2B2不對通電導(dǎo)線不對通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由僅由B1B1決定。

4、決定。即即F=ILB1F=ILB1，將，將B1=B1=BsinBsin代入得：代入得： F= F=ILBsinILBsin0o0F 90OFIBLIBB2B1二、安培力的大?。憾?、安培力的大?。海?）在勻強(qiáng)磁場中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直的在勻強(qiáng)磁場中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直的情況下，導(dǎo)線所受安培力情況下，導(dǎo)線所受安培力F F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B B、電流、電流I I和和導(dǎo)線的長度導(dǎo)線的長度L L三者的乘積。三者的乘積。 即：即： F=ILB F=ILB（2 2）平行時：）平行時：F F0 0（3 3）公式：）公式：F=I L B sinF=I L B sin表示磁場方向與電流

5、方向間的夾角表示磁場方向與電流方向間的夾角 在中學(xué)階段，在中學(xué)階段，F(xiàn)=I L B F=I L B sinsin僅適用于勻強(qiáng)磁場僅適用于勻強(qiáng)磁場例題：長度為例題：長度為20cm20cm的通電直導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場中，的通電直導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場中，電流的強(qiáng)度為電流的強(qiáng)度為1A1A，受到磁場作用力的大小為，受到磁場作用力的大小為2N2N，則磁感應(yīng)強(qiáng)度則磁感應(yīng)強(qiáng)度B B： （ ）A、B10T B、B10TC、B10T D、不能確定、不能確定B例題：如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中用兩根柔軟的細(xì)線例題：如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中用兩根柔軟的細(xì)線將金屬棒將金屬棒abab懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由懸掛在水平位置上，金屬

6、棒中通入由a a到到b b的穩(wěn)定電流的穩(wěn)定電流I I，這時兩根細(xì)線被拉緊，現(xiàn)要想使兩，這時兩根細(xì)線被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細(xì)線對金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方法：根?xì)線對金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方法?( )( )（A）、適當(dāng)增大電流）、適當(dāng)增大電流I （ B）、將電流反向并適當(dāng)改變大?。㈦娏鞣聪虿⑦m當(dāng)改變大?。–）、適當(dāng)增大磁場）、適當(dāng)增大磁場（D）、將磁場反向并適當(dāng)改變大?。⒋艌龇聪虿⑦m當(dāng)改變大小ACabI 自由自由固定固定FF 解析：兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到相互平解析：兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到相互平行且電流方向相同的趨勢行且電流方向相同的趨勢例題例題例題：如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為

7、例題：如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁的勻強(qiáng)磁場中，有兩根相同的彈簧，下面掛一條長為場中，有兩根相同的彈簧，下面掛一條長為0.5m，質(zhì)量為，質(zhì)量為0.1kg的金屬棒的金屬棒MN，此時彈簧伸，此時彈簧伸長長10cm，欲使彈簧不伸長則棒上應(yīng)通過的電流，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？的大小和方向如何？MNIBBACBI例題：如圖所示，直角三角形例題：如圖所示，直角三角形ABC組成的導(dǎo)線框組成的導(dǎo)線框內(nèi)通有電流內(nèi)通有電流I1A，并處在方向豎直向下的勻強(qiáng)，并處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場磁場B2T中，中，AC40cm， ，求三，求三角形框架各邊所受的安培力。角形框架各邊所受的安培力。

8、030A三、磁電式電流表三、磁電式電流表1 1、磁電式電流表的構(gòu)造：刻度盤、指針、蹄形磁、磁電式電流表的構(gòu)造：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）。最基本的是磁鐵和線圈。最基本的是磁鐵和線圈。鐵芯、線圈和指針是鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉(zhuǎn)動。一個整體可以轉(zhuǎn)動。問題電流表中磁場分布有何特點(diǎn)呢？問題電流表中磁場分布有何特點(diǎn)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，就是說所有磁感線的延長線都通過所有磁感線的

9、延長線都通過鐵芯的中心鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度線之間的夾角都是零度. 該磁場并非勻強(qiáng)磁場，該磁場并非勻強(qiáng)磁場， 但在以鐵芯為中心的但在以鐵芯為中心的 圓圈上，各點(diǎn)的磁感圓圈上，各點(diǎn)的磁感 應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度B的大小是相的大小是相 等的等的.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，不管通、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(dāng)電流電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感應(yīng)線平行，當(dāng)電流通過線圈時線圈上跟鐵軸平行的兩邊

10、都要受到安培力，這兩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)動使螺旋彈簧被扭個力產(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)動的角度增大而增大，當(dāng)這種阻礙力矩和增大，當(dāng)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。2 2、磁場對電流的作用力與電流成正比，因而線、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)指針的偏圈和指針偏轉(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(qiáng)弱。轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測電流的強(qiáng)弱。3 3、當(dāng)線圈中的電流方向發(fā)生變化時，安培力的、當(dāng)線圈中的電流方向發(fā)生變化時，安培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