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1、第四节 磁场对通电导线的作用力两课时第1页，本讲稿共32页复习复习通电导线受到的磁场力与哪些因素有关？通电导线受到的磁场力与哪些因素有关？当通电导线与磁场当通电导线与磁场垂直垂直时，时，F=ILB第2页，本讲稿共32页演示演示实验实验：按照图所示进行实验。：按照图所示进行实验。1 1、改变导线中电流的方向，观察受力方、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。向是否改变。通电导线在磁场中受到的力称为安培力通电导线在磁场中受到的力称为安培力一、安培力的方向一、安培力的方向IBF2 2、上下交互磁场的位置以改变磁场的、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化方向，观察受力方向是否
2、变化FIBFIBIBF第3页，本讲稿共32页一一.安培力的方向安培力的方向左左左左手手手手定定定定则则则则：伸伸开开左左手手，使使拇拇指指与与四四指指在在同同一一平平面面内内并并跟跟四四指指垂垂直直，让让磁磁感感线线垂垂垂垂直直直直穿穿穿穿入入入入手手心心，四四指指指指向向电电流流的的方方向向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。BIF第4页，本讲稿共32页I安培力安培力F 的方向总是垂的方向总是垂直于电流直于电流I 与磁感应强与磁感应强度度B 所确定的平面所确定的平面 BFBB第5页，本讲稿共32页【例例例例1 1】关关于于垂垂直直于于磁磁场场
3、方方向向的的通通电电直直导导线线所所受磁场力的方向，正确的说法是受磁场力的方向，正确的说法是A跟磁场方向垂直，跟电流方向平行跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B跟电流方向垂直，跟磁场方向平行跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直D既既不不跟跟磁磁场场方方向向垂垂直直，又又不不跟跟电电流流方方向向垂直垂直 答案答案C第6页，本讲稿共32页FIBFIBBBIFBI30FFIIIBBB【例【例【例【例2 2 2 2】画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。第7页，本讲稿共32页问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平
4、行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论:FFF同向电流F反向电流第8页，本讲稿共32页二二.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 F=ILB (B(BL)L)BIF第9页，本讲稿共32页2、电流与磁场方电流与磁场方向平行时，磁场对向平行时，磁场对电流的作用力为零电流的作用力为零NSI问题问题:如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？B BI第10页，本讲稿共32页IB B把磁感应强度把磁感应
5、强度B B分解为两个分量：分解为两个分量：一个分量与导线垂直一个分量与导线垂直 B B1 1=Bsin=Bsin另一分量与导线平行另一分量与导线平行 B B2 2=Bcos=Bcos平行于导线的分量平行于导线的分量B B2 2不对通电导线产生作用力，不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由通电导线所受作用力仅由B B1 1决定决定即即F=ILBF=ILB1 1F=ILBsinF=ILBsinB B2 2B B1 1将将B B1 1=Bsin=Bsin代入得代入得通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况的情况3.3.当电流与磁场方向夹角为当电流与磁场方向夹角为时时:第11
6、页，本讲稿共32页3.3.当电流与磁场方向夹角为当电流与磁场方向夹角为时时:F=ILBsin(为为为为B B与与与与L L的夹角的夹角的夹角的夹角)BFBB第12页，本讲稿共32页对公式的理解对公式的理解不仅与B、I、L大小有关，还与放置方式有关L是有效长度，不一定是导线实际长度第13页，本讲稿共32页【例【例【例【例3 3】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？大小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？两力的合力大小方向怎样？如果电流沿多少？方向怎样？两力的合力
7、大小方向怎样？如果电流沿ab边从边从a到到b，ab边受安培力多大？边受安培力多大？如果是一闭合回路如果是一闭合回路受力又是多少受力又是多少?第14页，本讲稿共32页【例【例【例【例4 4 4 4】说说下面各图的有效长度第15页，本讲稿共32页【例【例【例【例5 5】如图所示，如图所示，L=0.2cm，I=0.2A，B=0.5T，求该导线所受安培力是多大？方向如何？，求该导线所受安培力是多大？方向如何？I大小为大小为110-4N第16页，本讲稿共32页第第2课时课时第17页，本讲稿共32页复习复习:安培力安培力-磁场通电导线的作用磁场通电导线的作用第18页，本讲稿共32页2、安培力的大小特点：不
8、仅与B、I、L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3、安培力、磁感强度、电流三者方向关系、安培力、磁感强度、电流三者方向关系安培力的方向总垂直于电流和磁感线所确定的平面安培力的方向总垂直于电流和磁感线所确定的平面已知已知F和和B的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定电流的方向，当导线的位置确定时，可唯一确定电流I的方向的方向已知电流已知电流I和和B的方向，可用左手定则唯一确定的方向，可用左手定则唯一确定F的方向的方向已知已知F和和I的方向，磁感强度的方向，磁感强度B的方向不能唯一确定的方向不能唯一确定第19页，本讲稿共32页三三.磁电式电表磁电式电表第20页，本讲稿共32页
9、做一做做一做第21页，本讲稿共32页1 1、如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，其中、如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力的是（通电导线不受安培力的是（）巩固练习巩固练习C第22页，本讲稿共32页NS电流微元法、特殊位置法、等效法分析运动电流微元法、特殊位置法、等效法分析运动第23页，本讲稿共32页2 2、如如图图所所示示，条条形形磁磁铁铁放放在在水水平平桌桌面面上上，在在其其正正中中央央的的上上方方固固定定一一根根直直导导线线MNMN，导导线线与与磁磁场场垂垂直直，给给导导线线通通以以由由N N向向M M的电流，则的电流，则()()A.A.磁铁对桌面
10、压力减小，不受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B.B.磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用C.C.磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用D.D.磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用第24页，本讲稿共32页NS导线将如何运动？导线将如何运动？导线将如何运动？导线将如何运动？第25页，本讲稿共32页练习1、两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将（）
11、A、顺时针方向转动，同时靠近导线ABB、顺时针方向转动，同时离开导线ABC、逆时针方向转动，同时离开导线ABD、逆时针方向转动，同时靠近导线ABABCDIIA结论：结论：两通电导线有达到电流方向相同，并靠近的两通电导线有达到电流方向相同，并靠近的两通电导线有达到电流方向相同，并靠近的两通电导线有达到电流方向相同，并靠近的趋势趋势趋势趋势第26页，本讲稿共32页练练习习2通通电电矩矩形形导导线线框框abcd与与无无限限长长通通电电直直导导线线MN在在同同一一平平面面内内，电电流流方方向向如如图图所所示示，ab边边与与NM平平行行。关关于于MN的的磁磁场场对对线线框框的的作作用用，下下列列叙叙述正
12、确的是（述正确的是（）A、线线框框有有两两条条边边所所受受的的安安培培力力方方向相同；向相同；B、线线框框有有两两条条边边所所受受的的安安培培力力大大小小相同；相同；C、线框所受安培力的合力朝左；、线框所受安培力的合力朝左；D、cd所所受受安安培培力力对对ab边边的的力力矩矩不不为为零；零；MNabcdI1I2第27页，本讲稿共32页正确答案：正确答案：B、CMNI1BabcdI2第28页，本讲稿共32页练习练习3：如图所示，固定螺线管：如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线框右侧有一正方形线框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭合开关，当闭合开关S
13、后，线框运后，线框运动情况应为动情况应为（）Aab向外，向外，cd向里转动且向向里转动且向M靠拢靠拢Bab向里，向里，cd向外转动且远离向外转动且远离MCad向外，向外，bc向里转动且向向里转动且向M靠拢靠拢Dad向里，向里，bc向外转动且远离向外转动且远离MA第29页，本讲稿共32页1 1、如如图图所所示示，在在倾倾角角为为3030o o的的斜斜面面上上，放放置置两两条条宽宽L L0.5m0.5m的的光光滑滑平平行行导导轨轨，将将电电源源、滑滑动动变变阻阻器器用用导导线线连连接接在在导导轨轨上上，在在导导轨轨上上横横放放一一根根质质量量为为m m0.2kg0.2kg的的金金属属棒棒abab，电电源源电电动动势势E E12V12V，内内阻阻r r0.30.3，磁磁场场方方向向垂垂直直轨轨道道所所在在平平面面，B B0.8T0.8T。欲欲使使棒棒abab在在轨轨道道上上保保持持静静止止，滑滑动动变变阻阻器器的的使使用用电电阻阻R R应应为为多大？（多大？（g g取取10m/s10m/s2 2，其它电阻不计），其它电阻不计）BE rRa30bBGFNF力电应用力电应用第30页，本讲稿共32页ab力电应用力电应用第31页，本讲稿共32页