3.4 磁场对通电导线的作用力.ppt

第四节磁场对通电导线的作用力 第三章磁场 安培力 通电导线在磁场中受到的力 一 安培力的方向 按照右图所示进行实验 1 改变导线中电流的方向 观察受力方向是否改变 2 上下交互磁场的位置以改变磁场的方向 观察受力方向是否变化 通过这两种情况的分析 我们实际上已经了解了导线受力的方向与磁场方向 电流方向的关系 你能用简洁的方法表示这个关系吗 实验演示 安培力方向垂直于电流和磁场方向 即垂直于电流和磁场所在的平面 判定以下通电导线所受安培力的方向 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 在什么情况下两条导线相互吸引 什么情况下相互排斥 请你运用学过的知识进行讨论并做出预测 然后用实验检验你的预测 电流方向相同时 将会吸引 电流方向相反时 将会排斥 演示 分析 电流方向相同 电流方向相反 问题 在匀强磁场B中 通电直导线与磁场方向垂直的情况下 导线上的电流为I 导线所受安培力F应怎样求 1 在匀强磁场中 在通电直导线与磁场方向垂直的情况下 导线所受安培力F等于磁感应强度B 电流I和导线的长度L三者的乘积 即 F ILB 平行呢 2 平行时 F 0 如果既不平行也不垂直呢 二 安培力的大小 把磁感应强度B分解为两个分量 一个分量与导线垂直B1 Bsin 另一分量与导线平行B2 Bcos 平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力 通电导线所受作用力仅由B1决定 即F ILB1 将B1 Bsin 代入得 F ILBsin B2 B1 安培力的大小 1 在匀强磁场中 在通电直导线与磁场方向垂直的情况下 导线所受安培力F等于磁感应强度B 电流I和导线的长度L三者的乘积 即 F ILB 2 平行时 F 0 3 公式 F ILBsin 表示磁场方向与电流方向间的夹角 在中学阶段 F ILBsin 仅适用于匀强磁场 三 磁电式电流表 1 磁电式电流表由哪些基本部分组成 最基本的是哪些部分 2 这些基本组成部分哪些是可以动的 哪些是固定的 3 各个部分起到什么作用 4 你可以简述磁电式电流表的工作原理吗 1 磁电式电流表的构造 刻度盘 指针 蹄形磁铁 极靴 软铁制成 螺旋弹簧 线圈 圆柱形铁芯 软铁制成 最基本的是磁铁和线圈 铁芯 线圈和指针是一个整体可以转动 关于电流表的工作原理 请思考 线圈的转动是怎样产生的 线圈为什么不一直转下去 为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱 如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向 使用时要特别注意什么 2 电流表的工作原理 1 蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的 不管通电线圈转到什么角度 它的平面都跟磁感应线平行 当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力 这两个力产生的力矩使线圈发生转到 线圈转动使螺旋弹簧被扭动 产生一个阻碍线圈转动的力矩 其大小 随线圈转动的角度增大而增大 当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时 线圈停止转动 2 磁场对电流的作用力与电流成正比 因而线圈中的电流越大 安培力产生的力矩也越大 线圈和指针偏转的角度也越大 因而根据指针的偏转角度的大小 可以知道被测电流的强弱 3 当线圈中的电流方向发生变化时 安培力的方向也随之改变 指针的偏转方向也发生变化 所以根据指针的偏转方向 可以知道被测电流的方向 3 磁电式电流表的特点 1 表盘的刻度均匀 I 2 灵敏度高 但过载能力差 3 满偏电流Ig 内阻Rg反映了电流表的最主要特性 例题 长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中 电流的强度为1A 受到磁场作用力的大小为2N 则磁感应强度B A B 10TB B 10TC B 10TD 不能确定 B 例题 如图所示 在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上 金属棒中通入由a到b的稳定电流I 这时两根细线被拉紧 现要想使两根细线对金属棒拉力变为零 可采用哪些方法 A 适当增大电流I B 将电流反向并适当改变大小 C 适当增大磁场 D 将磁场反向并适当改变大小 AC 例题 如图所示 在磁感