高中物理 通电导线在磁场中受到的力课件 新人教版选修31.ppt

4通电导线在磁场中受到的力 1 知道什么是安培力 知道左手定则的内容 会用左手定则熟练地判定安培力的方向 并会用它解答有关问题 2 会用安培力公式f bil解答有关问题 知道电流方向与磁场方向平行时 电流受的安培力最小 等于零 电流方向与磁场方向垂直时 电流受的安培力最大 大小等于bil 3 了解磁电式电流表的内部构造的原理 引入 磁场对电流的作用力称为磁场力 安培力 一 安培力的方向 左手定则 伸开左手 使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直 让磁感线垂直穿入手心 四指指向电流的方向 这时大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向 左手定则的演示 例1 画出图中第三者的方向 注 安培力的方向总与导线垂直 与磁感应强度垂直 问题 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 用学过的知识加以判断 同向电流相互吸引 反向电流相互排斥 结论 同向电流 反向电流 平行通电直导线间的相互作用 二 安培力的大小 1 当电流与磁场方向垂直时 f ilb b l 2 当电流与磁场方向平行时 磁场对电流的作用力为零 问题 如果既不平行也不垂直呢 3 当电流与磁场方向夹角为 时 f ilbsin 为b与l的夹角 i 三 磁电式电流表 说明 由于磁场对电流的作用力跟电流成正比 因而安培力的力矩也跟电流成正比 而螺旋弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比 所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的 思考 线圈的转动是怎样产生的 线圈为什么不一直转下去 答 线圈转动是因为它受到安培力的作用 答 当线圈受力平衡时 将不再转动 为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱 答 螺旋弹簧变形 反抗线圈转动 电流越大安培力越大 螺旋弹簧的形变也就越大 所以 从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小 如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向 答 电流方向改变 安培力的方向也随之改变 指针的偏转方向也随着改变 故根据指针的偏转方向能判断被测电流的方向 使用时要特别注意什么 答 所通电流不能太大 1 关于磁场对通电直导线的作用力 下列说法正确的是 a 通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用b 通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直c 通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流方向垂直d 通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由b和i所确定的平面 bcd 2 如图所示 两条直导线相互垂直 但相隔很小的距离 其中一条ab是固定的 另一条cd能自由转动 当直流电流按图示方向通入两条导线时 cd导线将 a 顺时针方向转动 同时靠近导线abb 顺时针方向转动 同时离开导线abc 逆时针方向转动 同时离开导线abd 逆时针方向转动 同时靠近导线ab d 结论 两通电导线有达到电流方向相同并靠近的趋势 3 通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线mn在同一平面内 电流方向如图所示 ab边与mn平行 关于mn的磁场对线框的作用 下列叙述正确的是 a 线框有两条边所受的安培力方向相同b 线框有两条边所受的安培力大小相同c 线框所受安培力的合力朝左d cd边所受安培力的大小大于ab边所受安培力的大小 bc f3 f2 f1 f4 4 如图所示 固定螺线管m右侧有一正方形线框abcd 线框内通有恒定电流 其流向为a b c d a 当闭合开关s后 线框运动情况应为 a ab向外 cd向里转动且向m靠拢b ab向里 cd向外转动且远离mc ad向外 bc向里转动且向m靠拢d ad向里 bc向外转动且远离m a 5 如图所示 向一根松弛的导体线圈中通以电流 线圈将会 a 纵向收缩 径向膨胀b 纵向伸长 径向膨胀c 纵向伸长 径向收缩d 纵向收缩 径向收缩 纵向 a 6 把一根柔软的螺旋弹簧竖直悬挂起来 使它的下端刚好跟杯里的水银面接触 并使它组成如图所示的电路 当开关接通后 将看到的现象是 a 弹簧向上收缩b 弹簧被拉长c 弹簧上下振动d 弹簧仍静止不动 c 7 在倾斜角为 的光滑斜面上 放置一通有电流i 长为l 质量为m的导体棒 如图所示 导体棒在竖直向上的磁场中静止 则磁感应强度b为 解 导体棒静止于斜面说明其受力平衡 受力分析如图所示 f mgtan bil b mgtan il 则 n 引申1 欲使它静止在斜面上 外加磁场的磁感应强度b的最小值为 方向 n f b 由mgsin bil知 b mgsin il g 方向 垂直于斜面向上 引申2 欲使它静止在斜面上 且对斜面无压力 外加磁场的磁感应强度b的最小值为 方向 由mg bil知b mg i