通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力.ppt

1、第四節(jié)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力,1安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的力稱(chēng)為安培力,一、安培力的方向,2、安培力的方向,安培力方向的判定左手定則 伸出左手，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_從掌心進(jìn)入，并使四指指向_的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受_的方向,磁感線,電流,安培力,3方向特點(diǎn)：安培力的方向一定垂直于B和I決定的平面,？,二、安培力的大小,1、BI 時(shí),由 B = F/ IL得,F=BIL (1),2、當(dāng)B與I平行時(shí)，安培力的大小 F = 0,3、B與導(dǎo)線成角時(shí),B= B sin,B/ = B cos,通電導(dǎo)線受到的安培力,F = BIL sin

2、(2),思考感悟 通電導(dǎo)體如果是彎曲的，如何確定它的有效長(zhǎng)度？ 提示：導(dǎo)體兩端的連線即為有效長(zhǎng)度,1構(gòu)造：_、_、螺旋彈簧(又叫游絲)、指針、極靴、圓柱形鐵芯等 2原理：當(dāng)被測(cè)電流通入線圈時(shí)，線圈受_作用而轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)使螺旋彈簧扭轉(zhuǎn)形變，產(chǎn)生阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩當(dāng)安培力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)與螺旋彈簧形變產(chǎn)生的阻礙達(dá)到_時(shí)，指針停留在某一刻度_越大，_就越大，_就越大,磁鐵,線圈,安培力,平衡,電流,安培力,指針偏角,三、磁電式電流表,一、安培力方向的判斷左手定則 1安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所決定的平面在判斷時(shí)首先確定磁場(chǎng)與電流所確定的平面，從而判斷出安培力的方向在哪一條直線上，然后再根

3、據(jù)左手定則判斷出安培力的具體方向,2當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直電流與磁場(chǎng)所決定的平面，所以仍可用左手定則來(lái)判斷安培力的方向，只是磁感線不再垂直穿過(guò)手心(電流與B垂直時(shí)，一定要讓磁感線垂直穿過(guò)手心，否則可能出現(xiàn)錯(cuò)誤) 3注意區(qū)別安培力的方向和電場(chǎng)力的方向與場(chǎng)的方向的關(guān)系，安培力的方向總是與磁場(chǎng)的方向垂直，而電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)的方向平行,特別提醒：(1)F安I，F(xiàn)安B，但B與I不一定垂直 (2)判斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力時(shí)，注意一定要用左手，并注意各方向間的關(guān)系 (3)若已知B、I方向，F(xiàn)安方向唯一確定，但若已知B(或I)、F安方向、I(或B)方向不唯一,即時(shí)應(yīng)用 1.圖

4、中的通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力分析正確的是(),C,二、對(duì)安培力大小計(jì)算公式的深刻理解 1公式FILB中L指的是“有效長(zhǎng)度”當(dāng)B與I垂直時(shí)，F(xiàn)最大，F(xiàn)ILB；當(dāng)B與I平行時(shí)，F(xiàn)0. 2彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L，等于連接兩端點(diǎn)直接的長(zhǎng)度(如圖所示)；相應(yīng)的電流沿L由始端向末端,3若磁場(chǎng)和電流成角時(shí)，如圖所法,可以將磁感應(yīng)強(qiáng)度B正交分解成BBsin和BBcos，而B(niǎo)對(duì)電流是沒(méi)有作用的 FILBILBsin，即FILBsin. 特別提醒：(1)公式FILB sin中是B和I方向的夾角，不能盲目應(yīng)用題目中所給的夾角，要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析 (2)公式中的L可以理解為垂直于磁場(chǎng)方向的“有效長(zhǎng)度”,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突

5、破，小試牛刀) 2.如圖所示，長(zhǎng)為2L的直導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)相等，夾角為60的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為I的電流時(shí)，該V形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為(),C,A0B0.5BIL CBIL D2BIL,三、安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷 如果通電導(dǎo)體放置在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則不能夠運(yùn)用FBIL進(jìn)行定量的計(jì)算，但可用FBIL和左手定則進(jìn)行定性的討論，常用的方法有以下幾種： 1電流元分析法 把整段電流等效分成很多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷出整段電流所受合力的方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向，注意一般取對(duì)稱(chēng)的兩段電流元

6、分析,即時(shí)應(yīng)用 3.如圖所示，兩個(gè)完全相同的線圈套在一水平光滑絕緣圓柱上，但能自由移動(dòng)，若兩線圈內(nèi)通以大小不等的同向電流，則它們的運(yùn)動(dòng)情況是() A都繞圓柱轉(zhuǎn)動(dòng) B以大小不等的加速度相向運(yùn)動(dòng) C以大小相等的加速度相向運(yùn)動(dòng) D以大小相等的加速度背向運(yùn)動(dòng),C,四、安培力作用下的平衡問(wèn)題 1安培力作為通電導(dǎo)體所受的外力參與受力分析，產(chǎn)生了通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的平衡、加速及做功問(wèn)題，這類(lèi)問(wèn)題與力學(xué)知識(shí)聯(lián)系很緊密，解題時(shí)把安培力等同于重力、彈力、摩擦力等性質(zhì)力；對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，注意安培力大小和方向的確定；求解時(shí)注意對(duì)力學(xué)中靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)及功和能等有關(guān)知識(shí)的綜合應(yīng)用,2在安培力作用下的物體平衡的解決步驟

7、和前面學(xué)習(xí)的共點(diǎn)力平衡相似，一般也是先進(jìn)行受力分析，再根據(jù)共點(diǎn)力平衡的條件列出平衡方程，其中重要的是在受力分析過(guò)程中不要漏掉了安培力 3與閉合電路歐姆定律相結(jié)合的題目，主要應(yīng)用： (1)閉合電路歐姆定律； (2)安培力公式FILB； (3)物體平衡條件,特別提醒：(1)安培力作為一種性質(zhì)力，在受力分析時(shí)要單獨(dú)分析，不可與其他力混為一談 (2)為方便對(duì)問(wèn)題的分析和便于列方程在受力分析時(shí)先將立體圖畫(huà)成平面圖，即面成俯視圖、剖面圖或側(cè)視圖等,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀) 4.質(zhì)量為m的通電導(dǎo)體棒ab置于傾角為的導(dǎo)軌上，如圖347所示已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在圖348中所加各種磁場(chǎng)中，導(dǎo)體

8、棒均靜止，則導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間摩擦力為零的可能情況是(),圖347,AB,變式訓(xùn)練1在圖3411所示的電路中，電池均相同，當(dāng)開(kāi)關(guān)S分別置于a、b兩處時(shí)，導(dǎo)線MM與NN之間的安培力的大小分別為Fa、Fb，可判斷兩段導(dǎo)線(),圖3411,A. 相互吸引，F(xiàn)aFb B相互排斥，F(xiàn)aFb C相互吸引，F(xiàn)aFb D相互排斥，F(xiàn)aFb,D,如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)電線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直于線圈平面，當(dāng)線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后，則線圈() A向左運(yùn)動(dòng) B向右運(yùn)動(dòng) C靜止不動(dòng) D無(wú)法確定,A,質(zhì)量為m0.02 kg的通電細(xì)桿ab置于傾角為37的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度d0.2 m，桿ab與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖3415所示現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭，試求出為使桿ab靜止不動(dòng)，通過(guò)ab桿的電流范圍為多少？,圖3415,根據(jù)第一幅受力圖列式如下： F1mgsinFf10 FN1