《选修磁场对通电导线的作用精.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《选修磁场对通电导线的作用精.ppt（22页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、选修磁场对通电导线的作用第1页，本讲稿共22页一、安培力一、安培力1 1、前言、前言：既然通电导线能产生磁场，它本身也相当于一个磁体，那么既然通电导线能产生磁场，它本身也相当于一个磁体，那么通电导线是否也受到磁场力的作用呢？实验研究。通电导线是否也受到磁场力的作用呢？实验研究。2 2、实验：把一段直导线放到磁场中，当导线中有电流通过时，可以看到原、实验：把一段直导线放到磁场中，当导线中有电流通过时，可以看到原来静止的导线会发生运动。来静止的导线会发生运动。装置示意图：装置示意图：装置示意图：装置示意图：N N N NS S S SA A A A第2页，本讲稿共22页3 3、实验现象：、实验现象
2、：当导线方向与磁场方向当导线方向与磁场方向垂直时垂直时，它所受的安培力，它所受的安培力最大最大当导线方向与磁场方向当导线方向与磁场方向一致时一致时，导线，导线不受安培力不受安培力当导线方向与磁场方向当导线方向与磁场方向斜交斜交时，它所受的安培力时，它所受的安培力介于最大值和介于最大值和0 0之间。之间。4 4、安培力：通电导体在磁场中受到的力称为、安培力：通电导体在磁场中受到的力称为安培力安培力F F。5 5、思考：影响安培力大小的因素有哪些？（、思考：影响安培力大小的因素有哪些？（垂直时垂直时）6 6、猜想：、猜想：导线的长度导线的长度导线的长度导线的长度L L 电流的大小电流的大小电流的大
3、小电流的大小I I 再做实验再做实验第3页，本讲稿共22页 实验：实验：三块相同的磁铁并排三块相同的磁铁并排放置，可认为放置，可认为磁极间的磁场是磁极间的磁场是均匀的。均匀的。将一根直导线悬挂在磁铁将一根直导线悬挂在磁铁的两极间，有电流通过时导的两极间，有电流通过时导线将线将摆动一个角度，摆动一个角度，通过这个通过这个角度可以比较导线所受安培力角度可以比较导线所受安培力的大小。的大小。分别接通分别接通“2 2、3 3”和和“1 1、4 4”可以改变导线通电部分的长度，可以改变导线通电部分的长度，电流强弱由外部电路控制。电流强弱由外部电路控制。（1 1）L L不变，改变不变，改变I I（2 2）
4、I I不变，改变不变，改变L L第4页，本讲稿共22页实验发现：实验发现：在同一磁场中，在同一磁场中，电流一定时，通电导线越长，电流一定时，通电导线越长，导线所受安培力越大。导线所受安培力越大。精确的实验表明，通电导线在磁场中受到的安培精确的实验表明，通电导线在磁场中受到的安培力的大小，既与导线的力的大小，既与导线的长度长度L成正比成正比，又与导线中，又与导线中的的电流电流I成正比成正比，即，即与与I和和L的乘积的乘积成正比成正比。用公式表示为用公式表示为：F=BILB是比例系数是比例系数在同一磁场中，在同一磁场中，通电导线通电导线长度一定时，电流长度一定时，电流越大，导线所受安培力越大；越大
5、，导线所受安培力越大；公式只适用于B垂直垂直I时时第5页，本讲稿共22页二二.安培力安培力1.大小公式大小公式(1)统一用国际单位统一用国际单位L(2)适用于匀强磁场中的通电直导线适用于匀强磁场中的通电直导线,非匀强非匀强磁场中的很短的通电导线磁场中的很短的通电导线L讨论：讨论：(1)BI时，时，F=BIL(2)BI时，时，F=0(3)B与与I夹角夹角为为时，时，F=B I Lsin（为为I与与 B的夹角）的夹角）注：注：第6页，本讲稿共22页二、二、磁感应强度磁感应强度1 1、讨论讨论比值比值 的情况的情况：对于不同的磁场，比例关系都成立，对于不同的磁场，比例关系都成立，但在不同的磁场中，比
6、例系数但在不同的磁场中，比例系数B B不一样。不一样。2 2、定义：、定义：比值比值 叫叫磁感应强度。磁感应强度。3、定义式、定义式：4、物理意义：、物理意义：反映磁场的强弱反映磁场的强弱公式的条件：必须满足导线与磁场公式的条件：必须满足导线与磁场方向垂直。它是一种用比值方法定方向垂直。它是一种用比值方法定义的物理量，义的物理量，B与与F、IL均无关均无关第7页，本讲稿共22页6、单位：、单位：在国际单位制中，磁在国际单位制中，磁感应强度的单位是感应强度的单位是特特斯拉斯拉，简称，简称特特，国际，国际符号是符号是 T。1T的物理意义：的物理意义：7、方向：、方向：把某一点把某一点磁场的方向定义
7、为该点的磁感应强度的方向磁场的方向定义为该点的磁感应强度的方向。磁场的方向：磁场的方向：小磁针静止时小磁针静止时N 极所指的方向极所指的方向沿磁感线的切线方向沿磁感线的切线方向磁感应强度全面地反映了磁场的强弱和方向磁感应强度全面地反映了磁场的强弱和方向。第8页，本讲稿共22页8 8、B B的一般大小：的一般大小：的一般大小：的一般大小：常见的地磁场磁感应强度约是常见的地磁场磁感应强度约是常见的地磁场磁感应强度约是常见的地磁场磁感应强度约是3103105 5T T7107105 5 T T，永磁铁，永磁铁，永磁铁，永磁铁磁极磁极磁极磁极附近附近附近附近的磁感应强度约是的磁感应强度约是的磁感应强度
8、约是的磁感应强度约是10103 3 T T1T1T。在电机和变压器的在电机和变压器的在电机和变压器的在电机和变压器的铁芯铁芯铁芯铁芯中，磁感应强度可达中，磁感应强度可达中，磁感应强度可达中，磁感应强度可达0.8T0.8T1.4T1.4T第9页，本讲稿共22页三、三、安培力的方向安培力的方向左手定则左手定则左手定则：左手定则：伸开左手，使大拇指伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，开的四指指向电流的方向，那么，大拇
9、指所指的方向那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。受安培力的方向。FBIF F方向，既跟方向，既跟磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的方向垂直，又跟的方向垂直，又跟电流电流电流电流I I I I的方向垂直。的方向垂直。第10页，本讲稿共22页判断安培力的方向判断安培力的方向判断安培力的方向判断安培力的方向垂直纸面向里垂直纸面向里垂直纸面向里垂直纸面向里FFF第11页，本讲稿共22页试一试试一试NSFFB判断下图中通电导线受力的方向判断下图中通电导线受力的方向第12页，本讲稿共22页四、四、电动机电动机1 1、思考：思考：如果放在磁场中不是
10、一段通电导线，而是一如果放在磁场中不是一段通电导线，而是一个通电的矩形线圈个通电的矩形线圈abcdabcd，会发生什么现象，会发生什么现象？2、电动机基本构造：定子和转子。、电动机基本构造：定子和转子。3、功率有大有、功率有大有小；小；分直流电动机分直流电动机和交流电动机和交流电动机4、应用：、应用：看插图看插图第13页，本讲稿共22页小结小结一、安培力一、安培力1、概念：、概念：通电导体在磁场中受到的力称为通电导体在磁场中受到的力称为安碚力安碚力F2、大小：、大小：F=BIL3、方向：、方向：F B，F I，F垂直垂直I、B所在平面。所在平面。左手定则确定左手定则确定二、二、磁感应强度磁感应
11、强度磁感应强度磁感应强度1、公式：、公式：2、物理意义：、物理意义：反映了磁场的反映了磁场的强弱强弱3、单位：、单位：特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉，简称，简称，简称，简称特特特特，国际符号是，国际符号是，国际符号是，国际符号是 T T T T 4、方向：与该处磁场方向同、方向：与该处磁场方向同5、匀强磁场：匀强磁场：匀强磁场：匀强磁场：B B的大小和方向处处相同，这个区域叫匀强磁场。的大小和方向处处相同，这个区域叫匀强磁场。的大小和方向处处相同，这个区域叫匀强磁场。的大小和方向处处相同，这个区域叫匀强磁场。第14页，本讲稿共22页在磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导在磁场中放一根与磁场方向垂直的通
12、电导线，它的电流强度是线，它的电流强度是2.5 A2.5 A，导线长，导线长1 cm1 cm，它受到的安培力为，它受到的安培力为510510-2-2 N N，则：，则：这个位置的磁感应强度是多大？这个位置的磁感应强度是多大？如果把通电导线中的电流强度增大到如果把通电导线中的电流强度增大到5 5 A A时，这一点的磁感应强度应是多大？时，这一点的磁感应强度应是多大？如果通电导线在磁场中某处不受磁场如果通电导线在磁场中某处不受磁场力，是否肯定这里没有磁场。力，是否肯定这里没有磁场。例题：例题：解解解解:应为应为2T2T 不能肯定。不能肯定。不能肯定。不能肯定。有两种可能：有两种可能：有两种可能：有
13、两种可能：(a)(a)(a)(a)该处没有磁场，该处没有磁场，该处没有磁场，该处没有磁场，(b)(b)(b)(b)该处该处该处该处有磁场，只不过通电导线与磁场方向平行。有磁场，只不过通电导线与磁场方向平行。有磁场，只不过通电导线与磁场方向平行。有磁场，只不过通电导线与磁场方向平行。第15页，本讲稿共22页由左手定则判断四个图中所标方向是否正确由左手定则判断四个图中所标方向是否正确红色箭头表示电流方向红色箭头表示电流方向第16页，本讲稿共22页1下列说法中错误的是（）A磁场中某处的磁感应强度的大小，就是通以电流 I，长为L的一段很短的导线放在该处时所受安培力 F与I、L的乘积的比值。B一段很短的
14、通电导线放在某处不受安培力作用，则 该处一定没有磁场。C一段很短的通电导线放在磁场中A处时受安培力比放 在B处大，则A处磁感应强度可能比B处磁感应强度大。D因为B=F/（IL），所以某处的磁感应强度B跟磁场力F 成正比，跟电流强度I和导线长度L的乘积IL成反比。ABD第17页，本讲稿共22页F2如图所示，表示一根放在磁场里的通电直导线，直导线与磁场方向垂直。图中已分别标明电流、磁感应强度这两个物理量的方向，请标出安培力的方向。（用“”表示磁感线垂直于纸面向外，“”表示磁感线垂直于纸面向里；“”表示电流垂直于纸面向外，“”表示电流垂直于纸面向里。）IB第18页，本讲稿共22页B I3如图所示，表
15、示一根放在磁场里的通电直导线，直导线与磁场方向垂直。图中已分别标明电流、磁感应强度和安培力这三个物理量中两个的方向，请标出第三个量的方向。FB（2）F（1）I第19页，本讲稿共22页练习：F FF FF F（垂直于纸面（垂直于纸面（垂直于纸面（垂直于纸面向外）向外）向外）向外）4.下面各图中下面各图中,知知I、B方向，方向，画画F方向方向第20页，本讲稿共22页5.如图所示，在水平匀强磁场中，用两根相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线MN，导线中通以从M到N的电流I，此时绳子都受到拉力作用；为使拉力减小为零，下列方法中可行的是（）A 把电流强度增大到某一值 B 把电流强度减小到某一值C 使电流I反向 D 使磁场B反向A第21页，本讲稿共22页第22页，本讲稿共22页