磁場對電流的作用黃志芳

會計學1磁場對電流的作用黃志芳復習提問：1.用右手螺旋法則怎樣判定通電直線產生的磁場？2.用右手螺旋法則怎樣判定通電螺旋管產生的磁場？3.磁通的定義式，以及它的單位是什么？4.磁感應強度B公式是怎樣定義的？方法是：用右手握住導線，伸直的大拇指指向電流方向，

彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。方法是：用右手握住螺線管，彎曲的四指指向電流的方向，

伸直的大拇指所指的就是通電螺線管的N極。=BS的單位是韋伯(Wb)

第1頁/共15頁一、磁場對直線電流的作用力

1．安培力的大小磁場對放在其中的通電直導線有力的作用，這個力稱為安培力。

(1)

當電流I的方向與磁感應強度B垂直時，導線受安培力最大，根據磁感應強度可得(2)當電流I的方向與磁感應強度B平行時，導線不受安培力作用。

第2頁/共15頁(3)如圖5-3所示，當電流I的方向與磁感應強度B之間有一定夾角時，可將B分解為兩個互相垂直的分量：

一個與電流I平行的分量，B1=Bcos；另一個與電流I垂直的分量，B2=Bsin。B1對電流沒有力的作用，磁場對電流的作用力是由B2產生的。因此，磁場對直線電流的作用力為當

=90時，安培力F最大；當

=0時，安培力F=0。

第3頁/共15頁2．單位公式中各物理量的單位均采用用國際單位制：安培力F的單位用牛頓(N)；電流I的單位用安培(A)；長度l的單位用米(m)；磁感應強度B的單位用特斯拉(T)。3．左手定則安培力F的方向可用左手定則判斷：伸出左手，使拇指跟其他四指垂直，并都跟手掌在一個平面內，讓磁感線穿入手心，四指指向電流方向，大拇指所指的方向即為通電直導線在磁場中所受安培力的方向。由左手定則可知：F⊥

B，F(xiàn)⊥

I，即F垂直于B、I所決定的平面。第4頁/共15頁二、磁場對通電線圈的作用力矩

將一矩形線圈abcd放在勻強磁場中，如圖5-4所示第5頁/共15頁

線圈的頂邊ad和底邊bc所受的磁場力Fad、Fbc大小相等，方向相反，在一條直線上，彼此平衡；而作用在線圈兩個側邊ab和cd上的磁場力Fab、Fcd雖然大小相等，方向相反，但不在一條直線上，產生了力矩，稱為磁力矩。這個力矩使線圈繞OO

轉動，轉動過程中，隨著線圈平面與磁感線之間夾角的改變，力臂在改變，磁力矩也在改變。當線圈平面與磁感線平行時，力臂最大，線圈受磁力矩最大；當線圈平面與磁感線垂直時，力臂為零，線圈受磁力矩也為零。電流表就是根據上述原理工作的。第6頁/共15頁三、電流表工作原理

1．結構電流表的結構如圖5-5所示。在一個很強的蹄形磁鐵的兩極間有一個固定的圓柱形鐵心，鐵心外套有一個可以繞軸轉動的鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框的轉軸上裝有兩個螺旋彈簧和一個指針，線圈兩端分別接在這兩個螺旋彈簧上，被測電流就是經過這兩個彈簧流入線圈的。第7頁/共15頁2．工作原理如圖5-6所示，蹄形磁鐵和鐵心間的磁場是均勻地輻向分布，這樣，不論通電線圈轉到什么方向，它的平面都跟磁感線平行。因此，線圈受到的偏轉磁力矩M1就不隨偏角而改變。通電線圈所受的的磁力矩M1的大小與電流I成正比，即

M1=k1I式中k1為比例系數(shù)。第8頁/共15頁

線圈偏轉使彈簧扭緊或扭松，于是彈簧產生一個阻礙線圈偏轉的力矩M2，線圈偏轉的角度越大，彈簧的力矩也越大，M2與偏轉角

成正比，即

M2=k2式中k2為比例系數(shù)。當M1、M2平衡時，線圈就停在某一偏角上，固定在轉軸上的指針也轉過同樣的偏角，指到刻度盤的某一刻度。比較上述兩個力矩，因為M1=M2，所以k1I=k2，即

即測量時偏轉角度

與所測量的電流成正比。這就是電流表的工作原理。這種利用永久性磁鐵來使通電線圈偏轉達到測量目的的儀表稱為磁電式儀表。第9頁/共15頁3．磁電式儀表的特點優(yōu)點：

(1)刻度均勻，靈敏度高，準確度高。

(2)給電流表串聯(lián)一個阻值很大的分壓電阻，就可改裝成量程較大的電壓表；并聯(lián)一個阻值很小的分流電阻，就可改裝成量程較大的電流表；歐姆表也是由電流表改裝的。缺點：(1)負載能力差，超過允許電流值就容易

把表燒毀。

(2)價格較昂貴.第10頁/共15頁例題:1.在圖中，標出磁場B的方向，通電直導線中電流I的方向，以及通電直導線所受磁場力F的方向，其中正確的是 []C第11頁/共15頁

例題：2.如圖所示，四個放在勻強磁場中的通電線圈，能夠由圖示位置開始繞轉動軸OO‘發(fā)生轉動的是 []CD第12頁/共15頁練習：1.載流導線與磁場平行時，導線所受磁場力為（）；

載流導線與磁場垂直時，導線所受磁場力為（）。2..如圖所示，一個閉合線圈套在條形磁鐵靠近N極這一端，

當在線圈中通以圖示方向的電流I時，則 []A．線圈圓面將有被拉大的傾向B．線圈圓面將有被壓小的傾向C．線圈將向上平移D．線圈將向S極一端平移3.把30cm長的通電導線放入勻強磁場中，導線中的電流是2A，磁場的磁感應強度是1.2T,求電流方向與磁場方向垂直時導線

所受的磁場力。