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1、通电导体在磁场中的受力第1页，本讲稿共24页1 1、改变导线中电流的方向，、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。观察受力方向是否改变。磁场对通磁场对通电导线电导线(或电流或电流)的作用力称为安培力的作用力称为安培力一、安培力的方向一、安培力的方向2 2、上下交互磁场的位置以改变磁、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场的方向，观察受力方向是否变化猜测猜测:哪些因素会影响哪些因素会影响导线受力的方向导线受力的方向电流的方向和磁场的方向电流的方向和磁场的方向第2页，本讲稿共24页一一.安培力的方向安培力的方向第3页，本讲稿共24页NS安培力的方向伸开左手，使拇指与其余四
2、个手指垂直，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；并且都与手掌在同一个平面内；并且都与手掌在同一个平面内；并且都与手掌在同一个平面内；让磁感让磁感让磁感让磁感线从掌心进入线从掌心进入线从掌心进入线从掌心进入，并使四指指向电流方向，并使四指指向电流方向，并使四指指向电流方向，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线，这时拇指所指的方向就是通电导线，这时拇指所指的方向就是通电导线，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。在磁场中所受安培力的方向。在磁场中所受安培力的方向。在
3、磁场中所受安培力的方向。左手定则:1.1.1.1.电流与磁场方向不一定垂直；电流与磁场方向不一定垂直；电流与磁场方向不一定垂直；电流与磁场方向不一定垂直；2.2.2.2.安培力的方向既垂直于电流方向安培力的方向既垂直于电流方向安培力的方向既垂直于电流方向安培力的方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向，即安培力垂直又垂直于磁场方向，即安培力垂直又垂直于磁场方向，即安培力垂直又垂直于磁场方向，即安培力垂直电流和磁场所确定的平面电流和磁场所确定的平面电流和磁场所确定的平面电流和磁场所确定的平面 第4页，本讲稿共24页F FI IB BF FI IB B B BB BI IF F B BI I3030F
4、 FF FI II II IB BB BB B【例【例【例【例1 1 1 1】画出图中第三个量的方向。画出图中第三个量的方向。画出图中第三个量的方向。画出图中第三个量的方向。第5页，本讲稿共24页 问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验你的预测。你的预测。电流方向相同时，将会吸引电流方向相同时，将会吸引;
5、电流方向相反时，将会排斥。电流方向相反时，将会排斥。?第6页，本讲稿共24页I II IF FF F分析：分析：电流方向相同电流方向相同电流方向相反电流方向相反I II IF FF F第7页，本讲稿共24页电流元：电流元：很短的一段通电导线中的电流很短的一段通电导线中的电流I与导与导线长度线长度L的乘积的乘积IL.方法：用方法：用检验电流元检验电流元来研究磁场强弱来研究磁场强弱二、安培力的大小二、安培力的大小理想模型理想模型理想模型理想模型第8页，本讲稿共24页1.1.1.1.当电流和磁场垂直时当电流和磁场垂直时当电流和磁场垂直时当电流和磁场垂直时安培力的大小F F F FILBILBILBI
6、LB2.2.2.2.当电流和磁场平行时当电流和磁场平行时当电流和磁场平行时当电流和磁场平行时F F F F0 0 0 03.3.3.3.当电流和磁场夹角当电流和磁场夹角当电流和磁场夹角当电流和磁场夹角 时时时时F=ILB F=ILB F=ILB F=ILB sinsinsinsin对公式的理解对公式的理解不仅与不仅与不仅与不仅与B B B B、I I I I、L L L L有关，还与放置方式有关有关，还与放置方式有关有关，还与放置方式有关有关，还与放置方式有关LLLL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
7、F F F FBILBILBILBIL只适用匀强磁场只适用匀强磁场只适用匀强磁场只适用匀强磁场第9页，本讲稿共24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如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等边如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等边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直角三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力怎样直角三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力怎样直角三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力怎样求？大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向怎样？求？大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向怎样？求？
8、大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向怎样？求？大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向怎样？如果电流沿如果电流沿如果电流沿如果电流沿abab边从边从边从边从a a到到到到b b，abab边受安培力多大？边受安培力多大？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受力又是多少受力又是多少?第10页，本讲稿共24页 B B B BI I I IB B B BI I I I B B B BR R R RI I I IB B B B第11页，本讲稿共24页三三.磁电式电表磁电式电表第12页，本讲稿共24页2 2、电流表的工作原
9、理、电流表的工作原理 1 1 1 1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通、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，当电流电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两
10、通过线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，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其 大小大小大小大小随线圈转动的角度增随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止相平衡时，线圈停止转动。
11、转动。第13页，本讲稿共24页N NS S1、电流微元法:2、等效分析法:3、特殊位置分析法:安培力的应用-物体运动的判定方法：N NS S环形电流、通电螺线管、条形磁铁环形电流、通电螺线管、条形磁铁第14页，本讲稿共24页4、利用结论法：结论一：两电流平行时，同向电流之间相互吸引，反向电流相互排斥；结论二：两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势。第16页，本讲稿共24页练习练习1 1、两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中、两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中一条一条ABAB是固定的，另一条是固定的，另一条CDCD能自由转动，当直流电流按图示方向通能自
12、由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，入两条导线时，CDCD导线将导线将（）A A、顺时针方向转动，同时靠近导线、顺时针方向转动，同时靠近导线ABABB B、顺时针方向转动，同时离开导线、顺时针方向转动，同时离开导线ABABC C、逆时针方向转动，同时离开导线、逆时针方向转动，同时离开导线ABABD D、逆时针方向转动，同时靠近导线、逆时针方向转动，同时靠近导线ABABA AB BC CD DI II IA A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
13、第17页，本讲稿共24页通通通通电电电电矩矩矩矩形形形形导导导导线线线线框框框框abcdabcdabcdabcd与与与与无无无无限限限限长长长长通通通通电电电电直直直直导导导导线线线线MNMNMNMN在在在在同同同同一一一一平平平平面面面面内内内内，电电电电流流流流方方方方向向向向如如如如图图图图所所所所示示示示，abababab边与边与边与边与NMNMNMNM平行。判断线框将如何运动平行。判断线框将如何运动平行。判断线框将如何运动平行。判断线框将如何运动MNabcdI1I2MNI1B BabcdI2正确答案：正确答案：正确答案：正确答案：B B、C C第18页，本讲稿共24页2 2 2 2、
14、如如如如图图图图所所所所示示示示，条条条条形形形形磁磁磁磁铁铁铁铁放放放放在在在在水水水水平平平平桌桌桌桌面面面面上上上上，在在在在其其其其正正正正中中中中央央央央的的的的上上上上方方方方固固固固定定定定一一一一根根根根直直直直导导导导线线线线MNMNMNMN，导导导导线线线线与与与与磁磁磁磁场场场场垂垂垂垂直直直直，给给给给导导导导线线线线通通通通以以以以由由由由N N N N向向向向M M M M的电流，则的电流，则的电流，则的电流，则()()()()A.A.A.A.磁铁对桌面压力减小，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磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用磁铁
15、对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B.B.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.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.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应用二应用二-安培力作用下物体的平衡
16、问题：安培力作用下物体的平衡问题：第19页，本讲稿共24页例例：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，则磁感应在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度强度B为为 _.F FB BN Nmgmg第20页，本讲稿共24页如如如如图图图图所所所所示示示示，两两两两平平平平行行行行光光光光滑滑滑滑导导导导轨轨轨轨相相相相距距距距0.20.20.20.2m m m m，与与与与水水水水平平平平面面面面夹夹夹夹角角角角为为为为454545450 0 0 0，金金金金属属属属棒棒棒棒M
17、NMNMNMN的的的的质质质质量量量量为为为为0.10.10.10.1kgkgkgkg，处处处处在在在在竖竖竖竖直直直直向向向向上上上上磁磁磁磁感感感感应应应应强强强强度度度度为为为为1 1 1 1T T T T的的的的匀匀匀匀强强强强磁磁磁磁场场场场中中中中，电电电电源源源源电电电电动动动动势势势势为为为为6V6V6V6V，内内内内阻阻阻阻为为为为1111，为为为为使使使使MNMNMNMN处于静止状态，则电阻处于静止状态，则电阻处于静止状态，则电阻处于静止状态，则电阻R R R R应为多少？应为多少？应为多少？应为多少？(其他电阻不计其他电阻不计其他电阻不计其他电阻不计)第21页，本讲稿共2
18、4页1.1.1.1.如图，一根长如图，一根长如图，一根长如图，一根长L L L L，质量为，质量为，质量为，质量为m m m m的导线用软导的导线用软导的导线用软导的导线用软导线悬挂在方向水平的磁感应强度为线悬挂在方向水平的磁感应强度为线悬挂在方向水平的磁感应强度为线悬挂在方向水平的磁感应强度为B B B B的匀的匀的匀的匀强磁场中，现要使悬绳张力为强磁场中，现要使悬绳张力为强磁场中，现要使悬绳张力为强磁场中，现要使悬绳张力为0 0 0 0，则导线，则导线，则导线，则导线中电流应为多少？方向如何中电流应为多少？方向如何中电流应为多少？方向如何中电流应为多少？方向如何B B B B如果其他都不变
19、，磁场方向相反，绳子的张力变为多大如果其他都不变，磁场方向相反，绳子的张力变为多大如果其他都不变，磁场方向相反，绳子的张力变为多大如果其他都不变，磁场方向相反，绳子的张力变为多大?如果其他都不变，磁场方向变为竖直向上，平衡时绳子的张如果其他都不变，磁场方向变为竖直向上，平衡时绳子的张如果其他都不变，磁场方向变为竖直向上，平衡时绳子的张如果其他都不变，磁场方向变为竖直向上，平衡时绳子的张力变为多大力变为多大力变为多大力变为多大?第22页，本讲稿共24页练习练习练习练习3 3 ：如图所示，固定螺线管：如图所示，固定螺线管：如图所示，固定螺线管：如图所示，固定螺线管MM右侧有一正方形线框右侧有一正方
20、形线框右侧有一正方形线框右侧有一正方形线框abcdabcd，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abcdabcd，当闭合开关，当闭合开关，当闭合开关，当闭合开关S S后，线框运后，线框运后，线框运后，线框运动情况应为动情况应为动情况应为动情况应为（）A Aabab向外，向外，向外，向外，cdcd向里转动且向向里转动且向向里转动且向向里转动且向MM靠拢靠拢靠拢靠拢B Babab向里，向里，向里，向里，cdcd向外转动且远离向外转动且远离向外转动且远离向外转动且远离MMC Cadad向外，向外，向外，向外，bcbc向里转动
21、且向向里转动且向向里转动且向向里转动且向MM靠拢靠拢靠拢靠拢D Dadad向里，向里，向里，向里，bcbc向外转动且远离向外转动且远离向外转动且远离向外转动且远离MMA第23页，本讲稿共24页3 3 3 3、如如如如图图图图所所所所示示示示，在在在在倾倾倾倾角角角角为为为为30303030o o o o的的的的斜斜斜斜面面面面上上上上，放放放放置置置置两两两两条条条条宽宽宽宽L L L L0.5m0.5m0.5m0.5m的的的的光光光光滑滑滑滑平平平平行行行行导导导导轨轨轨轨，将将将将电电电电源源源源、滑滑滑滑动动动动变变变变阻阻阻阻器器器器用用用用导导导导线线线线连连连连接接接接在在在在导导
22、导导轨轨轨轨上上上上，在在在在导导导导轨轨轨轨上上上上横横横横放放放放一一一一根根根根质质质质量量量量为为为为m m m m0.2kg0.2kg0.2kg0.2kg的的的的金金金金属属属属棒棒棒棒abababab，电电电电源源源源电电电电动动动动势势势势E E E E12V12V12V12V，内内内内阻阻阻阻r r r r0.30.30.30.3，磁磁磁磁场场场场方方方方向向向向垂垂垂垂直直直直轨轨轨轨道道道道所所所所在在在在平平平平面面面面，B B B B0.8T0.8T0.8T0.8T。欲欲欲欲使使使使棒棒棒棒abababab在在在在轨轨轨轨道道道道上上上上保保保保持持持持静静静静止止止止，滑滑滑滑动动动动变变变变阻阻阻阻器器器器的的的的使使使使用用用用电电电电阻阻阻阻R R R R应应应应为为为为多多多多大大大大？（？（？（？（g g g g取取取取10m/s10m/s10m/s10m/s2 2 2 2，其它电阻不计），其它电阻不计），其它电阻不计），其它电阻不计）B BE E r rR Ra a3030b bB BG GF FN NF F第24页，本讲稿共24页