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1、通电导线在磁场受到的力第1页，共32页，编辑于2022年，星期三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，第2页，共32页，编辑于2022年，星期三演示演示实验实验：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，观察受力方向是否改变。、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。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BIF2 2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受
2、力方向是否变化。否变化。FIBIBFIBF第3页，共32页，编辑于2022年，星期三一一.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，这这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。BIF第4页，共32页，编辑于2022年，星期三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，
3、共32页，编辑于2022年，星期三FIBFIBBBIFBI30FFIIIBBB画出图中安培力的方向。画出图中安培力的方向。第6页，共32页，编辑于2022年，星期三F在图中，匀强磁场磁感应强度为B，有一段长L，通有电流为I的直导线ab，电流方向从a到b，则导线所受磁场力大小和方向如何？并将立体图改画为平面图BbazxyBOabBBabFBBFBxyFB第7页，共32页，编辑于2022年，星期三问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会如图所示，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
4、向电流相互排斥。反向电流相互排斥。现象现象:FFF同向电流F反向电流第8页，共32页，编辑于2022年，星期三二二.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 (B(BL)L)BIF第9页，共32页，编辑于2022年，星期三2、电流与磁场方向电流与磁场方向平行时，磁场对电平行时，磁场对电流的作用力为零流的作用力为零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，共32页，编辑于2022年，星期三IB B把磁感应强度把磁感应强度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=
5、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页，共32页，编辑于2022年，星期三3.3.当电流与磁场方向夹角为当电流与磁场方向夹角为时时
6、: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，共32页，编辑于2022年，星期三【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，此时电流角三角形的两条直角边，此时电流I受到的安培力怎样求？大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？如果电流沿小多少？方向怎样？两力的合力大小方向怎样？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?FbFaFaFbF有效有效LF=0第
7、13页，共32页，编辑于2022年，星期三【例【例4 4】说说下面各图的有效长度第14页，共32页，编辑于2022年，星期三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15页，共32页，编辑于2022年，星期三三三.磁电式电表磁电式电表第16页，共32页，编辑于2022年，星期三 如如图图所示，在玻璃皿的中心放一个所示，在玻璃皿的中心放一个圆圆柱形柱形电电极，沿极，沿边缘边缘内壁放一个内壁放一个圆环圆环形形电电极，将两极，将两电电极接在极接在电电池的两极池的两极上，然后在玻璃皿中放入上，然后在玻璃皿中放入盐盐水，把玻璃皿放入蹄形磁水，把
8、玻璃皿放入蹄形磁铁铁的磁的磁场场中，中，N N极在下，极在下，S S极在上，极在上，盐盐水就会旋水就会旋转转起来起来(1)猜想一下，盐水转动的方向，猜想一下，盐水转动的方向，并实际做一做实验来验证并实际做一做实验来验证(2)探究盐水旋转的原因探究盐水旋转的原因做一做做一做第17页，共32页，编辑于2022年，星期三答案：答案：(1)(1)通通过过左手定左手定则则判定，判定，盐盐水从上向下看逆水从上向下看逆时针时针旋旋转转(2)(2)盐盐水中形成了由水中形成了由圆圆形形电电极指向柱形极指向柱形电电极的如极的如图图所示的所示的电电流，由于磁流，由于磁场场方向向上，故方向向上，故盐盐水逆水逆时针时针
9、旋旋转转第18页，共32页，编辑于2022年，星期三小结：安培力的大小特点：1.不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关2.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
10、能唯一确定第19页，共32页，编辑于2022年，星期三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20页，共32页，编辑于2022年，星期三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BB1B2BB1B2第21页，共32页，编辑于2022年，星期三1 1、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，给给导导线通以由线通以由N N向向M M的电流，则的电流，则()()A.A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用磁
11、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拓展：要是放在靠拓展：要是放在靠N极较近的地方呢？磁铁对桌面的压力极较近的地方呢？磁铁对桌面的压力又会怎样呢？受不受摩擦力呢？又会怎样呢？受不受摩擦力呢？第22页，共32页，编辑于2022年，星期三2 2、两两条条直直导导线线相相互互垂垂直直，如如图图所所示示，但但相相隔隔一一个个小小距距离离，其
12、其中中一一条条ABAB是是固固定定的的，另另一一条条CDCD能能自自由由转转动动，当当直直流流电电流流按图示方向通入两条导线时，按图示方向通入两条导线时，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ABABABCDIIA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
13、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23页，共32页，编辑于2022年，星期三3.3.通通电电矩矩形形导导线线框框abcdabcd与与无无限限长长通通电电直直导导线线MNMN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，abab边边与与NMNM平平行行。关关于于MNMN的的磁磁场场对对线线框框的的作作用，下列叙述正确的是（用，下列叙述正确的是（）A A、线框有两条边所受的安培力方向相同；、线框有两条边所受的安培力方向相同；B B、线框有两条边所受的安培力大小相同；、线框有两条边所受的安培力大小相同；C C、线框所受安培力的合力朝左；、线框所受安培
14、力的合力朝左；D D、cdcd所受安培力对所受安培力对abab边的力矩不为零；边的力矩不为零；MNabcdI1I2第24页，共32页，编辑于2022年，星期三正确答案：正确答案：B、CMNI1BabcdI2第25页，共32页，编辑于2022年，星期三4.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，线框内通有恒定电流，其流向为框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭合开关，当闭合开关S后，线框后，线框运动情况应为运动情况应为（）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
15、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等效：将通电螺线等效：将通电螺线管等效成条形磁铁，管等效成条形磁铁，通电线框等效成小通电线框等效成小磁针。磁针。第26页，共32页，编辑于2022年，星期三1 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 E12V1
16、2V，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应应为为多多大大？（？（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27页，共32页，编辑于2022年，星期三解：对通电导线作受力分析,得：力电应用力电应用BGFNF而由安培力公式得：在闭合电路当中则第28页，共32页，编辑于2022年，星期三例题：例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金如图所示，在匀强磁场中用
17、两根柔软的细线将金属棒属棒abab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a a到到b b的稳的稳定电流定电流I I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对，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：金属棒拉力变为零，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29页，共32页，编辑于2022年，星期三 如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流如图所示，向一根松弛的导体线
18、圈中通以电流,线圈将会线圈将会 ()()A.A.纵向收缩纵向收缩,径向膨胀径向膨胀B.B.纵向伸长纵向伸长,径向膨胀径向膨胀C.C.纵向伸长纵向伸长,径向收缩径向收缩D.D.纵向收缩纵向收缩,径向收缩径向收缩纵向纵向A A第30页，共32页，编辑于2022年，星期三第31页，共32页，编辑于2022年，星期三解析：解析：(1)(1)在在线线圈中通入沿逆圈中通入沿逆时针时针方向流方向流动动的的电电流流I I，在天平左右两，在天平左右两盘盘各各加加质质量分量分别为别为m m1 1，m m2 2的砝的砝码码，天平平衡，由此就可得到磁感，天平平衡，由此就可得到磁感应应强强度的大小度的大小(2)(2)线线圈中通入圈中通入电电流流I I时时，由左手定，由左手定则则，线线圈底圈底边边所受安培力方向所受安培力方向竖竖直向下，由天平平衡得：直向下，由天平平衡得：m m1 1gLgL(m m2 2g gNILBNILB)L L，式中，式中L L为为天平力臂天平力臂解得解得B B .答案：答案：(1)(1)见见解析解析(2)(2)第32页，共32页，编辑于2022年，星期三