3.4通电导线在磁场中受到的力.ppt

师宗三中聂春明 3 4通电导线在磁场中受到的力 安培力 新课教学 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 四指指向电流的向 这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向 安培力F的方向总是垂直于电流I与磁感应强度B所确定的平面 F 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 30 I I I B B B 练习1 画出图中第三者的方向 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 用学过的知识加以分析 同向电流相吸 反向电流相斥 结论 同向电流 反向电流 二 安培力的大小 1 当电流与磁场方向垂直时 F ILB B L 2 电流与磁场方向平行时 磁场对电流的作用力为零 3 当电流与磁场方向夹 角时 F ILBsin 为B与L的夹角 对公式的理解 不仅与B I L有关 还与放置方式有关 L是有效长度 不一定是导线实际长度 例2 如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等腰直角三角形的两条直角边 此时电流受到的安培力怎样求 大小多少 方向怎样 如果是一闭合回路受力又是多少 练习2 如图 导线abc为垂直折线 其中电流为I ab bc L 导线所在的平面与匀强磁场垂直 匀强磁场的磁感应强度为B 求导线abc所受安培力的大小和方向 三 磁电式电流表 做一做 逆时针旋转 N S 导线将如何运动 电流微元法 等效法 特殊位置法分析运动 例3 如图所示 条形磁铁放在水平桌面上 在其正中央的上方固定一根直导线MN 导线与磁场垂直 给导线通以由N向M的电流 则 A 磁铁对桌面压力减小 不受桌面的摩擦力作用B 磁铁对桌面的压力减小 受桌面的摩擦力作用C 磁铁对桌面的压力增大 受桌面的摩擦力作用D 磁铁对桌面的压力增大 不受桌面摩擦力作用 练习3 两条直导线相互垂直 如图所示 但相隔一个小距离 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 例与练1 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abcd 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 A 静止不动B 向纸外平动C N极向纸外 S极向纸内转动D N极向纸内 S极向纸外转动 C 例与练2 如图 蹄形磁体用悬线悬于0点 在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线 当导线中通以由左向右的电流时 蹄形磁铁的运动情况将是 0 0 02N水平向右 0 02N垂直导线斜向左上方 I B I B 30 I B 例与练3 将长20cm 通有0 1A电流的直导线放入一匀强磁场中 电流与磁场的方向如图 已知磁感应强度为1T 试求下列各图中导线所受安培力的大小和方向 例与练4 如图 在磁感应强度为1T的匀强磁场中 有两根相同的弹簧 下面挂一条长为0 5m 质量为0 1kg的金属棒MN 此时弹簧伸长10cm 欲使弹簧不伸长 则棒上应通过的电流的大小和方向如何 M N 2A 方向从M到N 例与练5 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 例与练6 如图 通电直导线A与通电导线环B固定放置在同一水平面上 通有如图示的电流时 通电直导线受到水平向的安培力作用 当A B中电流大小保持不变 但同时改变方向时 通电直导线A所受的安培力方向水平向 右 右 例与练7 如图 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 A 例与练8 把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来 使它的下端刚好跟杯里的水银面接触 并使它组成如图示的电流 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 例与练9 如图 将通电圆环平行于纸面缓慢地坚直向下放入水平方向垂直纸面向里的匀强磁场中 则在通电圆环完全进入磁场的过程中 所受的安培力大小变化是 A 逐渐变大B 先变大后变小C 逐渐变小D 先变小后变大 B 例与练10 如图 MN是一条水平放置的固定长直导线 导线中通有大小为I1 方向如图示的电流 P是一个通有电流I2的 与MN共面的金属圆环 圆环P在磁场作用下将 A 沿纸面向上运动B 沿纸面向下运动C 上半部垂直纸面向外 下半部垂直纸面向里转动D 上半部垂直纸面向里 下半部垂直纸面向外转动 B 例与练11 如图 一根有质量的金属棒MN 两端用细软导线连接后悬于a b两点 棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中 棒中通有电流 方向从M流向N 此时悬线上有拉力 为了使拉力等于零 可以 A 适当减小磁感应强度B 使磁场反向C 适当增大电流D 使电流反向 C 例与练12 如图 在倾角为 的光滑斜面上 垂直纸面水平放置一根长为L 质量为m的通电直导线 电流方向垂直纸面向里 欲使导线静止在斜面上 外加磁场磁感应强度的大小和方向可以是 A B mgsin IL 方向垂直斜面向下B B mgtan IL 方向竖直向下C B mg IL 方向水平向左D B mgcos IL 方向水平向左 BC 力电磁综合练习 例 如图所示 两平行光滑导轨相距0 2m 与水平面夹角为450 金属棒MN的质量为0 1kg 处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中 电源电动势为6V 内阻为1 为使MN处于静止状态 则电阻R应为多少 其他电阻不计 答案 R 0 2 练1 如图所示 在倾角为30o的斜面上 放置两条宽L 0 5m的光滑平行导轨 将电源 滑动变阻器用导线连接在导轨上 在导轨上横放一根质量为m 0 2kg的金属棒ab 电源电动势E 12V 内阻r 0 3 磁场方向垂直轨道所在平面 B 0 8T 欲使棒ab在轨道上保持静止 滑动变阻器的使用电阻R应为多大 g取10m s2 其它电阻不计 练2 水平放置的两个平行金属轨道相距0 2m上面有一质量为0 04kg的均