1磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用課件

4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用安培力4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用1.安培力的方向:+-NS左手定則BαFFBIF安培力的方向既跟磁場(chǎng)方向垂直，又和電流方向垂直，即安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。安培力的方向不是磁感應(yīng)強(qiáng)度場(chǎng)方向。4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用1.安培力的方向:安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所構(gòu)成的平面。FBNSFSNFBF30°FFB300MNαBβF在赤道上空，沿東西水平放置一根直導(dǎo)線，通以由東向西的電流，則此導(dǎo)線所受的地磁場(chǎng)的作用力的方向是________。豎直向下如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用電流方向相同時(shí)，將會(huì)吸引電流方向相反時(shí)，將會(huì)排斥FFFF+_

自由固定

˙××××××˙˙˙˙˙FFBNSFFBNSF`導(dǎo)線通電后，磁鐵和桌面間的靜摩擦力和彈力如何變化？FFFNSNS固定自由I4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用1.安培力的方向:安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。2.安培力的大小:①在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,若通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直,

則導(dǎo)線所受安培力F為即：F=ILB②若通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行,則導(dǎo)線所受安培力F為零。F=0③若通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向既不平行也不垂直呢？F=ILBsinθθ表示磁場(chǎng)方向與電流方向間的夾角在中學(xué)階段，此公式僅適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)θF和勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直的通電閉合線框所受的安培力為零I如圖所示，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，且。流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示。導(dǎo)線段abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力的大小和方向。方向沿紙面向上質(zhì)量為m的一段直導(dǎo)線彎成N形后放到光滑水平面上，具體尺寸如圖所示，磁感受應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下穿過(guò)N形導(dǎo)線平面，當(dāng)N形導(dǎo)線通入電流I的瞬間，導(dǎo)線的加速度大小為多少?1200BIR4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用1.安培力的方向:安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。2.安培力的大小:F=ILBsinα和勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直的通電閉合線框所受的安培力為零。3.安培力的應(yīng)用:磁電式電流表磁電式電流表磁電式電流表強(qiáng)蹄形磁鐵和鐵芯間磁場(chǎng)是均勻輻向分布的該磁場(chǎng)并非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，但在以鐵芯為中心的圓圈上，各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是相等的FFNS磁電式電流表的特點(diǎn)(1)表盤的刻度均勻

(θ∝I)(3)根據(jù)電流表指針偏轉(zhuǎn)方向可判定電路中電流的方向(2)靈敏度高，過(guò)載能力差(4)只能測(cè)直流電如圖所示，是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)，蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻向分布，線圈中a、b兩條導(dǎo)線長(zhǎng)均為l，通以圖示方向的電流I，兩條導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。則（）A.該磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)B.線圈平面總與磁場(chǎng)方向垂直C.線圈將逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)D.a、b導(dǎo)線受到的安培力大小總為IlBabD4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用1.安培力的方向:安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。2.安培力的大小:F=ILBsinα和勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直的通電閉合線框所受的安培力為零。3.安培力的應(yīng)用:磁電式電流表在兩個(gè)傾角均為α的光滑斜面上，各放有一個(gè)相同的金屬棒，分別通以電流I1和I2，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同，方向如圖(a)、(b)所示，兩金屬棒均處于平衡狀態(tài)，則兩種情況下的電流的比值I1：I2為多少?1cosα如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根相同的彈簧，下面掛一條長(zhǎng)為0.6m，質(zhì)量為10g的金屬棒MN，欲使彈簧不伸長(zhǎng)則棒上應(yīng)通過(guò)的電流的大小和方向如何？(取g=9.6m/s2)0.4A若有I=0.2A方向從M到N的電流通過(guò)時(shí)，兩根彈簧拉長(zhǎng)了△x=1mm；求彈簧的勁度系數(shù)。

24N/m若I=0.2A電流方向相反呢?3mmMNBIBI一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒，用兩根長(zhǎng)均為r的絕緣細(xì)線懸置于一磁場(chǎng)強(qiáng)度為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)通電流為I,方向水平向右的電流時(shí)B如圖所示，水平長(zhǎng)直導(dǎo)線MN中通以M到N方向的恒定電流，用兩根輕質(zhì)絕緣細(xì)線將矩形線圈abcd懸掛在其正下方。開(kāi)始時(shí)線圈內(nèi)不通電流，兩細(xì)線內(nèi)的張力均為T，當(dāng)線圈中通過(guò)的電流為I時(shí)，兩細(xì)線內(nèi)的張力均減小為T1。下列說(shuō)法正確的是()A.線圈中的電流方向?yàn)閍→d→c→bB.線圈中的電流方向?yàn)閎→c→d→aC.當(dāng)線圈中電流變?yōu)闀r(shí)，兩細(xì)線內(nèi)的張力均為零D.當(dāng)線圈中電流變?yōu)闀r(shí)，兩細(xì)線內(nèi)的張力均為零BCTT1TT1T1Tm1m2天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈,寬為L(zhǎng),共N匝,當(dāng)線圈中通有電流I

時(shí),

在天平左右兩邊加上質(zhì)量各為m1、m2的砝碼,天平平衡。當(dāng)電流反向(大小不變)時(shí),右邊再加上質(zhì)量為m

的砝碼后,

天平重新平衡,則原磁場(chǎng)的大小和方向如何?B的方向垂直紙面向里如圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線用兩絕緣細(xì)線懸掛于O、O，并處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)導(dǎo)線中通以沿x正方向的電流I，且導(dǎo)線保持靜止時(shí)，懸線與豎直方向夾角為θ。則磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和大小可能為（）A.Z正向，mgtanθ/IL

B.Y正向，mg/IL

C.Z負(fù)向，mgtanθ/IL

D.沿懸線向上，mgsinθ/IL

BC′如圖所示，兩根光滑平行導(dǎo)軌與水平面成600角，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)。整個(gè)裝置處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒MN垂直導(dǎo)軌水平放置在導(dǎo)軌上。(1)若磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面向上,當(dāng)電阻箱的電阻為R1時(shí),導(dǎo)體棒MN恰能靜止在導(dǎo)軌上。求MN中電流I1的大小和方向。(2)若磁場(chǎng)方向豎直向上，當(dāng)電阻箱的電阻為R2時(shí),導(dǎo)體棒MN也恰能靜止在導(dǎo)軌上，求MN中的電流I2的大小和方向。(3)導(dǎo)軌的電阻可忽略，而電源內(nèi)阻、導(dǎo)體棒MN的電阻均不能忽略，求電源的電動(dòng)勢(shì)。B欲使它靜止在斜面上,外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為

,方向

.θ00≤α＜150°B300MN有一金屬棒ab，質(zhì)量為m，電阻不計(jì)，可在兩條軌道上滑動(dòng)，如圖所示，軌道間距為L(zhǎng)，其平面與水平面的夾角為θ,置于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,金屬棒與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,回路中電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，問(wèn)滑動(dòng)變阻器R調(diào)節(jié)在什么阻值范圍內(nèi)，金屬棒能靜止在軌道上？θ電磁炮的原理如圖所示，把兩根長(zhǎng)為s，互相平行的銅制軌道放在磁場(chǎng)中,軌道之間放有質(zhì)量為m的炮彈，炮彈架在長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為M的金屬架上，已知金屬架與炮彈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的總阻力與速度平方成正比,當(dāng)有恒定的大電流I1通過(guò)軌道和炮彈時(shí)，炮彈與金屬架在磁場(chǎng)力的作用下,獲得速度v1時(shí)加速度為a,當(dāng)有恒定的大電流I2通過(guò)軌道和炮彈時(shí)，炮彈最終以最大速度v2脫離金屬架并離開(kāi)軌道，則垂直于軌道平面的磁感強(qiáng)度為多少？如圖所示為利用電磁作用輸送非導(dǎo)電液體裝置的示意圖。一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)截面為正方形的塑料管道水平放置，其右端面上有一截面積為S的小噴口，噴口離地的高度為h，管道中有一絕緣活塞，在活塞的中部嵌有金屬棒，整個(gè)裝置放在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)棒中通有垂直紙面向里的恒定電流I時(shí)，活塞以某一速度向右勻速推動(dòng)液體，液體以不變的速度v源源不斷地沿水平方向射出。若液體的密度為ρ，重力加速度為g，不計(jì)所有阻力。求:(1)該裝置的功率。(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。質(zhì)量為m的銅棒搭在U形導(dǎo)線框右端，棒長(zhǎng)和框?qū)捑鶠長(zhǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向豎直向下。電鍵閉合后在磁場(chǎng)力作用下銅棒被平拋出去，下落h后落在水平面上，水平位移為S。求閉合電鍵后通過(guò)銅棒的電荷量Q。Bhs若電源的電動(dòng)勢(shì)為E,則整個(gè)回路產(chǎn)生了多少熱能？如圖所示，導(dǎo)體ab長(zhǎng)為l，質(zhì)量為m，電阻不計(jì)。用長(zhǎng)為l的細(xì)線懸掛后恰與水平光滑的金屬導(dǎo)軌接觸，處在磁感強(qiáng)度為

B

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下，閉合開(kāi)關(guān)后，通過(guò)導(dǎo)體ab的電量為q。求(1)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體做的功。(2)ab擺動(dòng)的最大偏角。如圖所示，導(dǎo)體AB的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，質(zhì)量為m，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感線垂直紙面向外，AB

擱在水平支架上成為電路的一部分，當(dāng)接通電路瞬間,AB

彈跳起來(lái)。則導(dǎo)體AB中的電流方向如何？若已知通電瞬間通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量為Q，則在正

S正閉合過(guò)程中，電流對(duì)導(dǎo)體做功至少應(yīng)為多少？如圖所示，一矩形輕質(zhì)柔軟反射膜可繞過(guò)O點(diǎn)垂直紙面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其在紙面上的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，垂直紙面的寬度為L(zhǎng)2。在膜的下端(圖中A處)掛有一平行于轉(zhuǎn)軸，質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)2的導(dǎo)體棒使膜成平面。在膜下方水平放置一足夠大的太陽(yáng)能光電池板，能接收到經(jīng)反射膜反射到光電池板上的所有光能，并將光能轉(zhuǎn)化成電能。光電池板可等效為一個(gè)一電池，輸出電壓恒定為U；輸出電流正比于光電池板接收到的光能(設(shè)垂直于入射光單位面積上的光功率保持恒定)。導(dǎo)體棒處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，并與光電池構(gòu)成回路，流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流垂直紙面向外(注光電池與導(dǎo)體棒直接相連，連接導(dǎo)線未畫出)。(1)現(xiàn)有一束平行光水平入射，當(dāng)反射膜與豎直方向成θ=600時(shí)，導(dǎo)體棒處于受力平衡狀態(tài)，求此時(shí)電流強(qiáng)度的大小和光電池的輸出功率。(2)當(dāng)θ變成450時(shí)，通過(guò)調(diào)整電路使導(dǎo)體棒保持平衡，光電池除維持導(dǎo)體棒平衡外，還能輸出多少額外電功率？如圖所示，一邊長(zhǎng)為的正方形線圈A，其電流I方向固定不變，用兩條長(zhǎng)度恒為的細(xì)繩靜止懸掛于水平長(zhǎng)直導(dǎo)線的正下方。當(dāng)導(dǎo)線中無(wú)電流時(shí),兩細(xì)繩中張力均為T,當(dāng)通過(guò)CD的電流為i時(shí)，兩細(xì)繩中張力均降為αT(α＜1)而當(dāng)上的電流為i′時(shí)，細(xì)繩中張力恰好為零。已知長(zhǎng)直通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與到導(dǎo)線的距離成反比(即B=k/r，k為常數(shù))。由此可知，中的電流方向和電流之比i/i′分別為（）A．向左1+α B．向右1+α

C．向左1-α D．向右1-αFFFSN從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向右擺動(dòng)I×B300Nmg在傾角為30°的光滑斜面上垂直紙面放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒MN,通以電流I,電流方向由M

指向N。若加一方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使導(dǎo)體棒在斜面上保持靜止，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為多少？FB300MN若導(dǎo)體棒和動(dòng)斜面間的摩擦因數(shù)為μ呢?用粗細(xì)均勻的電阻絲折成平面三角形框架，尺寸如圖所示,