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1、关于磁场对通电导线的作用力PPT第1页，讲稿共34张，创作于星期二安培力安培力：通电导线在磁场中受到的力通电导线在磁场中受到的力一、安培力的方向一、安培力的方向第2页，讲稿共34张，创作于星期二第3页，讲稿共34张，创作于星期二第4页，讲稿共34张，创作于星期二注意：注意：若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直；若电方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直；若电流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向直于电流方向，也同时垂直于磁场方向,也就是也就是说，
2、说，安培力的方向总是垂直安培力的方向总是垂直于磁感线和通电于磁感线和通电导线所在的平面导线所在的平面.IBFB第5页，讲稿共34张，创作于星期二IBFIBFIBBBIFBIF第6页，讲稿共34张，创作于星期二问题：问题：如图所示，两如图所示，两条平行的通电直导线条平行的通电直导线之间会通过磁场发生之间会通过磁场发生相互作用。在什么情相互作用。在什么情况下两条导线相互吸况下两条导线相互吸引，什么情况下相互引，什么情况下相互排斥？请你运用学过排斥？请你运用学过的知识进行讨论的知识进行讨论第7页，讲稿共34张，创作于星期二IIFF分析：分析：电流方向相反电流方向相反电流方向相同电流方向相同II第8页
3、，讲稿共34张，创作于星期二二二.安培力的大小安培力的大小1.1.当电流与磁场方向垂直时当电流与磁场方向垂直时:F=ILB (BL)BIF2、电流与磁场方向平行时，磁电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零场对电流的作用力为零NSI第9页，讲稿共34张，创作于星期二3.3.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角时角时:B1B2BBFB B I把磁感应强度把磁感应强度B分解为两个分量：分解为两个分量：另一分量与导线平行另一分量与导线平行 B B1 1=Bcos=Bcos一个分量与导线垂直一个分量与导线垂直 B2=Bsin平行于导线的分量平行于导线的分量B B1 1不对通电导线产生作用力，通电
4、导线所受作用不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由力仅由B B2 2决定。决定。即即F=ILBF=ILB2 2，代入得：，代入得：F=ILBsinF=ILBsin (为为B B与与与与L L的夹角的夹角的夹角的夹角)第10页，讲稿共34张，创作于星期二例例：如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等边直角：如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等边直角三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力怎样求？大三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力怎样求？大小多少？方向怎样？小多少？方向怎样？第11页，讲稿共34张，创作于星期二对公式的理解对公式的理解不仅与不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关
5、有关，还与放置方式有关L是有效长度，不一定是导线实际长度是有效长度，不一定是导线实际长度如果是一闭合回路受力又是多少如果是一闭合回路受力又是多少?第12页，讲稿共34张，创作于星期二 1、分析受到的安培力时、分析受到的安培力时,要善于把立体要善于把立体图图,改画成易于分析受力的平面图形改画成易于分析受力的平面图形 2、注意磁场和电流的方向是否垂直、注意磁场和电流的方向是否垂直三、应用安培力应注意的问题三、应用安培力应注意的问题第13页，讲稿共34张，创作于星期二bBaF.BB.F bBa第14页，讲稿共34张，创作于星期二BFBBBBBF第15页，讲稿共34张，创作于星期二四、磁电式电流表四、
6、磁电式电流表1 1、电流表的构造、电流表的构造 如图所示是电流表的构造图，在一个很强的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以转动的铝框，铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈的两端分别接在这个螺旋弹簧上，被测电流通过弹簧流入线圈。第16页，讲稿共34张，创作于星期二2 2、电流表的工作原理、电流表的工作原理（1）蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电）蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都
7、要受到安培力，这两个力产生的圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其碍线圈转动的力矩，其 大小大小随线圈转动的角度增大而增随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。相平衡时，线圈停止转动。第17页，讲稿共34张，创作于星期二（2）磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电）磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也
8、越大，线圈和指针偏转的角度流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。流的强弱。（3）当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之）当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。可以知道被测电流的方向。第18页，讲稿共34张，创作于星期二3、磁电式电流表的特点、磁电式电流表的特点（1 1）表盘的刻度均匀，）表盘的刻度均匀，II。（2
9、2）灵敏度高，但过载能力差。）灵敏度高，但过载能力差。（3 3）满偏电流）满偏电流Ig Ig，内阻，内阻RgRg反映了电流表的最反映了电流表的最主要特性。主要特性。第19页，讲稿共34张，创作于星期二五、判断通电导线在安培力作用下五、判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题的运动方向问题第20页，讲稿共34张，创作于星期二 自由自由固定固定FF 第21页，讲稿共34张，创作于星期二NSIFFNSF第22页，讲稿共34张，创作于星期二1.画出导线所在处的磁场方向画出导线所在处的磁场方向2.确定电流方向确定电流方向3.根据左手定则确定受安培力的方向根据左手定则确定受安培力的方向4.根据受力情况判
10、断运动情况根据受力情况判断运动情况五、判断通电导线在安培力作用下五、判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题的运动方向问题第23页，讲稿共34张，创作于星期二 先对导线进行受力分析先对导线进行受力分析,画出导线的受画出导线的受 力平面图力平面图,然后依照然后依照F合合=0,F合合=ma，列出相应的方程列出相应的方程六、处理导线受到安培力的一般思路六、处理导线受到安培力的一般思路第24页，讲稿共34张，创作于星期二例例：在倾斜角为在倾斜角为的光滑斜面上的光滑斜面上,置一通有置一通有电流电流I,长为长为L,质质 量为量为m的导的导 体棒，如图所体棒，如图所示示,在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强
11、度在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度B为为 _.X第25页，讲稿共34张，创作于星期二解：静止于斜面说明受力平衡解：静止于斜面说明受力平衡NXmgFF=mgtg=BIL B=mgtg/IL第26页，讲稿共34张，创作于星期二引申引申1：欲使它静止在斜面上欲使它静止在斜面上,外加磁场的磁感应强度外加磁场的磁感应强度B 的最小值为的最小值为_,方向方向_.引申引申2：欲使它静止在斜面上欲使它静止在斜面上,且对斜面无压且对斜面无压 力力,外外加磁场的磁感应强度加磁场的磁感应强度B的最小值为的最小值为 _,方向方向_.XGNFB mgsin=BIL B=mgsin/ILmg=BIL B=mg/ILX
12、GFB第27页，讲稿共34张，创作于星期二NSF（1）绳子拉力_ (变大,变小,不变)（2）桌面对磁铁的支持力_（3）桌面对磁铁的摩擦力_(有,无).变大变大变小变小无无NSF桌面对磁铁的摩擦力 _(有,无)方向_.有有水平向右水平向右巩固练习巩固练习1、F第28页，讲稿共34张，创作于星期二 2、如图所示如图所示:在磁感强度为在磁感强度为2T的匀强磁场中的匀强磁场中,一与水一与水平面成平面成37度角的导电轨道度角的导电轨道,轨道上放一可轨道上放一可 移动的金移动的金属杆属杆ab，电源电动势为，电源电动势为=10伏伏,内阻内阻r=1欧欧,ab长长L=0.5m,质量质量m为为0.2kg,杆与轨道
13、间的摩擦因数杆与轨道间的摩擦因数 u=0.1,求接在轨道中的可变电阻求接在轨道中的可变电阻R在什么范围内在什么范围内,可使可使ab杆在轨道上保持静止杆在轨道上保持静止?(杆与轨道的电阻不计杆与轨道的电阻不计)b第29页，讲稿共34张，创作于星期二GFNf(1)摩擦力沿斜面向上:mgsin=Fcos+fN=mgcos+Fsinf=uN(2)摩擦力沿斜面向下 mgsin+f=Fcos N=mgcos+Fsin f=uNF=(mgsin+umgcos)/(cos-usin)F=（mgsin-umgcos)/(cos+usin)第30页，讲稿共34张，创作于星期二3、如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面
14、上，它的上方、如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的上方固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流，和原来没有电流通过时相比与条形磁铁垂直）的电流，和原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力较，磁铁受到的支持力N和摩擦力和摩擦力f （）（A）N减小，减小，f向左；向左；（B）N减小，减小，f向右；向右；（C）N增大；增大；f向左；向左；（D）N增大，增大，f向右。向右。NS第31页，讲稿共34张，创作于星期二4：长度为：长度为20cm的通电直导线垂直放在匀强磁场中，电流的通电直导线垂直放在匀强磁场中，电流的强度为
15、的强度为1A，受到磁场作用力的大小为，受到磁场作用力的大小为2N，则磁感应，则磁感应强度强度B：（）A、B10T B、B10TC、B10T D、不能确定、不能确定B第32页，讲稿共34张，创作于星期二5：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬持在水平位置上，金属棒中通入由悬持在水平位置上，金属棒中通入由a到到b的稳定电流的稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法：为零，可采用哪些方法：()（A）、适当增大电流）、适当增大电流I （B）、将电流反向并适当改变大小）、将电流反向并适当改变大小（C）、适当增大磁场）、适当增大磁场（D）、将磁场反向并适当改变大小）、将磁场反向并适当改变大小ACabI第33页，讲稿共34张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第34页，讲稿共34张，创作于星期二