磁场第一轮磁场对电流的作用.ppt

高三第一轮复习课 课时2磁场对电流的作用力 浙江常山第一中学 例1 如图所示 一根通电直导线放在磁感应强度b 1t的匀强磁场中 在以导线为圆心 半径为r的圆周上有a b c d四个点 若a点的实际磁感应强度为0 则下列说法中正确的是 ac a 直导线中电流方向是垂直纸面向里b c点的实际磁感应强度也为0c d点实际磁感应强度为2t 方向斜向下 与b夹角为45 d 以上均不正确 上节课应用回顾 1 安培力磁场对通电导线的作用力称安培力 其大小为f bilsin 其中 表示电流方向与磁感强度方向的夹角 安培力的方向可用左手定则判定 由左手定则可知 安培力f一定垂直b i所组成的平面 综合安培定则和左手定则 可以证明两同向电流互相吸引 两反向电流互相排斥 因此 螺线管通电后 在轴向上有收缩趋势 在径向上有扩张趋势 注意 当b 方向确定时 安培力f的方向也就确定了 而当f b方向确定时 i的方向不是唯一的 一 安培力 磁场通电导线的作用 2 安培力的方向 磁场对电流发生作用 3 安培力的大小特点 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 4 安培力 磁感强度 电流三者方向关系 安培力的方向总垂直于电流和磁感线所确定的平面 已知f和b的方向 当导线的位置确定时 可唯一确定电流i的方向 已知电流i和b的方向 可用左手定则唯一确定f的方向 已知f和i的方向 磁感强度b的方向不能唯一确定 5 安培力做功特点 1 安培力做功与路径有关 绕闭合回路一周 安培力做功可正可负 也可以为零 2 安培力做功的实质 起传递能量的作用 电能 机械能 磁电式电流表的原理 均匀辐向磁场 电流微元法 特殊位置法 等效法分析运动 练习1 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 a 结论 两通电导线有达到电流方向相同 并靠近的趋势 例 如图所示 条形磁铁放在水平桌面上 它的正中央上方固定一长直导线 导线与磁铁垂直 给电线通以垂直纸面向外的电流 则a 磁铁对桌面压力增大 要受桌面摩擦力作用b 磁铁对桌面压力增大 不受桌面摩擦力作用c 磁铁对桌面压力减小 要受桌面摩擦力作用d 磁铁对桌面压力减小 不受桌面摩擦力作用 例 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 例6 如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等边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 安倍力计算 例 如图所示 mn pq为平行光滑导轨 其电阻忽略不计 与地面成30 角固定 nq间接一电阻r 1 0 mp端与电池组和开关组成回路 电动势e 6v 内阻r 1 0 导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场 现将一条质量m 40g 电阻r 1 0 的金属导线置于导轨上 并保持导线ab水平 已知导轨间距l 0 1m 当开关s接通后导线ab恰静止不动 试计算磁感应强度大小 安倍力计算 2 如图所示 等腰三角形金属线框acd放在光滑水平面上 该区域存在磁感强度b t 方向竖直向上的匀强磁场 已知 da dc lm a c 30 若线框中通以i 1a的电流 则da dc两边所受合力大小为 n 方向为 整个线框所受合力为 n 安倍力计算 例 一根通有电流i1的长直导线oo 竖直放置 另有一矩形导线框abcd的平面放在竖直平面内 通有如图所示的电流i2 oo 到abcd平面的距离为4r 边长ab cd 5r ad bc 6r 且ab和cd两边所处的磁感强度大小均为b 由i1产生 求ab和cd所受安培力的大小和方向 安倍力计算 与地磁场有关的电磁现象问题 1 已知北京地区地磁场的水平分量为3 0 10 5t 若北京市一高层建筑安装了高100m的金属杆作为避雷针 在某次雷雨天气中 某一时刻的向下的放电电流为105a 此时金属杆所受培力的方向和大小如何 2 在地球赤道上空有一小磁针处于水平静止状态 突然发现小磁针n极向东偏转 由此可知 a 一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的n极靠近小磁针b 一定是小磁针正东方向上有一条形磁铁的s极靠近小磁针c 可能是小磁针正上方有电子流自南向北水平通过d 可能是小磁针正上方有电子流自北向南水平通过 c 4 如图所示 质量为m的铜棒搭在u形导线框右端 棒长和框宽均为l 磁感应强度为b的匀强磁场方向竖直向下 电键闭合后 在磁场力作用下铜棒被平抛出去 下落h后的水平位移为s 求闭合电键后通过铜棒的电荷量q 应用 6 安培秤如图所示 它的一臂下面挂有一个矩形线圈 线圈共有n匝 它的下部悬在均匀磁场b内 下边一段长为l 它与b垂直 当线圈的导线中通有电流i时 调节砝码使两臂达到平衡 然后使电流反向 这时需要在一臂上加质量为m的砝码 才能使两臂再达到平衡 求磁感应强度b的大小 b 应用 5 如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置 一长方体绝缘容器内部高为l 厚为d 左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a b 上 下两侧装有电极c 正极 和d 负极 并经开关s与电源连接 容器中注满能导电的液体 液体的密度