通電導(dǎo)體在磁場中的受力ppt課件

1、安培力安培力1 1、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察受力方向是否改、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。變。磁場對通磁場對通電導(dǎo)線電導(dǎo)線( (或電流或電流) )的作用力稱為安培力的作用力稱為安培力一、安培力的方向一、安培力的方向2 2、上下交互磁場的位置以改變磁場的方向，觀察受力方向是、上下交互磁場的位置以改變磁場的方向，觀察受力方向是否變化否變化猜測猜測:哪些因素會影響導(dǎo)線受力的方向哪些因素會影響導(dǎo)線受力的方向電流的方向和磁場的方向電流的方向和磁場的方向NS安培力的方向伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌

2、心進(jìn)入，并使四指掌在同一個(gè)平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在指向電流方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。磁場中所受安培力的方向。1.1.電流與磁場方向不一定垂直；電流與磁場方向不一定垂直；2.2.安培力的方向既垂直于電流方向又垂直于磁場方安培力的方向既垂直于電流方向又垂直于磁場方向，即安培力垂直電流和磁場所確定的平面向，即安培力垂直電流和磁場所確定的平面 FIBFIBBBIFBI3 0FFIIIBBB畫出圖中第三個(gè)量的方向。畫出圖中第三個(gè)量的方向。 問題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會通過磁場發(fā)生相互作用。在什么情

3、況問題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會通過磁場發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條導(dǎo)線相互吸引，什么情況下相互排斥？請你運(yùn)用學(xué)過的知識進(jìn)行討論并做出預(yù)測，下兩條導(dǎo)線相互吸引，什么情況下相互排斥？請你運(yùn)用學(xué)過的知識進(jìn)行討論并做出預(yù)測，然后用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)愕念A(yù)測。然后用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)愕念A(yù)測。電流方向相同時(shí)，將會吸引電流方向相同時(shí)，將會吸引; ;電流方向相反時(shí)，將會排斥。電流方向相反時(shí)，將會排斥。?IIFF分析：分析：電流方向相同電流方向相同電流方向相反電流方向相反IIFF電流元：很短的一段通電導(dǎo)線中的電流電流元：很短的一段通電導(dǎo)線中的電流I與導(dǎo)線長度與導(dǎo)線長度L的乘積的乘積IL.方法：用方法：用檢驗(yàn)電流元

4、檢驗(yàn)電流元來研究磁場強(qiáng)弱來研究磁場強(qiáng)弱二、安培力的大小二、安培力的大小理想模型理想模型1.1.當(dāng)電流和磁場垂直時(shí)當(dāng)電流和磁場垂直時(shí)安培力的大小F FILBILB2.2.當(dāng)電流和磁場平行時(shí)當(dāng)電流和磁場平行時(shí)F F0 03.3.當(dāng)電流和磁場夾角當(dāng)電流和磁場夾角時(shí)時(shí)F=ILB F=ILB sinsin對公式的理解對公式的理解不僅與不僅與B B、I I、L L有關(guān)，還與放置方式有關(guān)有關(guān)，還與放置方式有關(guān)L L是有效長度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長度是有效長度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長度F FBILBIL只適用勻強(qiáng)磁場只適用勻強(qiáng)磁場如果與磁感線垂直的平面內(nèi)的通電導(dǎo)線為一等邊直角三角形的兩條直角邊，如果與磁感線垂直的平

5、面內(nèi)的通電導(dǎo)線為一等邊直角三角形的兩條直角邊，此時(shí)電流受到的安培力怎樣求？大小多少？方向怎樣？兩力的合力大小方向怎樣？此時(shí)電流受到的安培力怎樣求？大小多少？方向怎樣？兩力的合力大小方向怎樣？如果電流沿如果電流沿ab邊從邊從a到到b，ab邊受安培力多大？邊受安培力多大？如果是一閉合回路如果是一閉合回路受力又是多少受力又是多少?B BI IB BI IB BR RI IB B2 2、電流表的工作原理、電流表的工作原理 1 1、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感應(yīng)線平行，當(dāng)電

6、流通過線圈時(shí)線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩面都跟磁感應(yīng)線平行，當(dāng)電流通過線圈時(shí)線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個(gè)力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)到，線圈轉(zhuǎn)動使螺旋彈簧被扭動，產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動的個(gè)力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)到，線圈轉(zhuǎn)動使螺旋彈簧被扭動，產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩，其力矩，其 大小大小隨線圈轉(zhuǎn)動的角度增大而增大，當(dāng)這隨線圈轉(zhuǎn)動的角度增大而增大，當(dāng)這種阻礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)種阻礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動的力矩相平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動。動的力矩相平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動。NS1、電流微元法:2、等效分析法:3、特殊位置分析法:安培力的應(yīng)用-物體運(yùn)動的判定方法：NS

7、環(huán)形電流、通電螺線管、條形磁鐵 自由自由固定固定FF 解析：兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動到相互平行且電流方向相解析：兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動到相互平行且電流方向相同的趨勢同的趨勢例題例題4、利用結(jié)論法：結(jié)論一：兩電流平行時(shí)，同向電流之間相互吸引，反向電流相互排斥；結(jié)論二：兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動到相互平行且方向相同的趨勢。練習(xí)1、兩條直導(dǎo)線相互垂直，如圖所示，但相隔一個(gè)小距離，其中一條AB是固定的，另一條CD能自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)直流電流按圖示方向通入兩條導(dǎo)線時(shí)，CD導(dǎo)線將（ ）A、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABB、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，同時(shí)離開導(dǎo)線ABC、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，同時(shí)離開導(dǎo)線ABD、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動，同時(shí)靠

8、近導(dǎo)線ABABCDIIA通電矩形導(dǎo)線框通電矩形導(dǎo)線框abcdabcd與無限長通電直導(dǎo)線與無限長通電直導(dǎo)線MNMN在同一平面在同一平面內(nèi)，電流方向如圖所示，內(nèi)，電流方向如圖所示，abab邊與邊與NMNM平行。判斷線框?qū)⑷缙叫?。判斷線框?qū)⑷绾芜\(yùn)動何運(yùn)動MNabcdI1I2MNI1BabcdI2正確答案：正確答案：B、C2 2 、如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直導(dǎo)線、如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直導(dǎo)線MNMN，導(dǎo)線與磁場垂直，給導(dǎo)線通以由，導(dǎo)線與磁場垂直，給導(dǎo)線通以由N N向向M M的電流，則的電流，則( )( )A. A. 磁鐵對桌面壓力減

9、小，不受桌面的摩擦力作用磁鐵對桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用B. B. 磁鐵對桌面的壓力減小，受桌面的摩擦力作用磁鐵對桌面的壓力減小，受桌面的摩擦力作用C. C. 磁鐵對桌面的壓力增大，受桌面的摩擦力作用磁鐵對桌面的壓力增大，受桌面的摩擦力作用D. D. 磁鐵對桌面的壓力增大，不受桌面摩擦力作用磁鐵對桌面的壓力增大，不受桌面摩擦力作用A應(yīng)用二應(yīng)用二-安培力作用下物體的平衡問題：安培力作用下物體的平衡問題：例例：在傾斜角為：在傾斜角為的光滑斜面上的光滑斜面上,置一通有電流置一通有電流I,長為長為L,質(zhì)質(zhì) 量為量為m的導(dǎo)的導(dǎo) 體棒，如體棒，如圖所示圖所示,在豎直向上的磁場中靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度在

10、豎直向上的磁場中靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為為 _. FBNmg如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.20.2m m，與水平面夾角為，與水平面夾角為45450 0，金屬棒，金屬棒MNMN的質(zhì)量為的質(zhì)量為0.10.1kgkg，處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為，處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 1T T的勻強(qiáng)磁場中，電源電動勢為的勻強(qiáng)磁場中，電源電動勢為6V6V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為11，為使，為使MNMN處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電阻處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電阻R R應(yīng)為多少？應(yīng)為多少？( (其他電阻不計(jì)其他電阻不計(jì)) )1.1.如圖，一根長如圖，一根長L L，質(zhì)量為，質(zhì)量為m m的導(dǎo)線用軟導(dǎo)線懸掛在方向水平的導(dǎo)線用

11、軟導(dǎo)線懸掛在方向水平的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)要使懸繩張力為的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)要使懸繩張力為0 0，則導(dǎo)，則導(dǎo)線中電流應(yīng)為多少？方向如何線中電流應(yīng)為多少？方向如何B B如果其他都不變，磁場方向相反，繩子的張力變?yōu)槎啻笕绻渌疾蛔?，磁場方向相反，繩子的張力變?yōu)槎啻? ?如果其他都不變，磁場方向變?yōu)樨Q直向上，平衡時(shí)繩子的張力變?yōu)槎啻笕绻渌疾蛔?，磁場方向變?yōu)樨Q直向上，平衡時(shí)繩子的張力變?yōu)槎啻? ?練習(xí)練習(xí)3 ：如圖所示，固定螺線管：如圖所示，固定螺線管M右側(cè)有一正方形線框右側(cè)有一正方形線框abcd，線框內(nèi)通有恒定電，線框內(nèi)通有恒定電流，其流向?yàn)榱?，其流向?yàn)閍bcd，當(dāng)閉合

12、開關(guān)，當(dāng)閉合開關(guān)S后，線框運(yùn)動情況應(yīng)為后，線框運(yùn)動情況應(yīng)為（ ）Aab向外，向外，cd向里轉(zhuǎn)動且向向里轉(zhuǎn)動且向M靠攏靠攏Bab向里，向里，cd向外轉(zhuǎn)動且遠(yuǎn)離向外轉(zhuǎn)動且遠(yuǎn)離MCad向外，向外，bc向里轉(zhuǎn)動且向向里轉(zhuǎn)動且向M靠攏靠攏Dad向里，向里，bc向外轉(zhuǎn)動且遠(yuǎn)離向外轉(zhuǎn)動且遠(yuǎn)離MA3 3 、如圖所示，在傾角為、如圖所示，在傾角為3030o o的斜面上，放置兩條寬的斜面上，放置兩條寬L L0.5m0.5m的光滑平行導(dǎo)軌，將電源、的光滑平行導(dǎo)軌，將電源、滑動變阻器用導(dǎo)線連接在導(dǎo)軌上，在導(dǎo)軌上橫放一根質(zhì)量為滑動變阻器用導(dǎo)線連接在導(dǎo)軌上，在導(dǎo)軌上橫放一根質(zhì)量為m m0.2kg0.2kg的金屬棒的金屬棒a