通电导线在磁场中受力情况(公开课).ppt

第3章第4节通电导线在磁场中受到的力 一 知识回顾 如何描述磁场强弱 安培力 Ampereforce 的方向 1 定义 磁场对电流的作用力称为安培力 是为了纪念安培而命名的 实验表明 通电导体在磁场中受力方向与电流方向和磁场方向有关 思考与讨论 在电场中 电场强度的方向就是正电荷所受电场力的方向 那么 在磁场中 磁感应强度的方向是不是通电导体在磁场中的受力方向呢 实验结果分析 试画出下述两实验结果的正视图 F B I方向关系 示意图 安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直 即垂直于电流和磁场所在的平面 左手定则 伸开左手 使拇指与其余四个手指垂直 并且都与手掌在同一平面内 让磁感应线从掌心进入 并使四指指向电流的方向 这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向 遵循左手定则 示意图 再次提醒 一定要使用左手 二 安培力方向的判断 30 I I I B B B 二 安培力方向的判断 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 请使用刚学过的知识解释本实验结果 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 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 问题 如果既不平行也不垂直呢 即 2 平行时 三 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 F ILBsin 将B1 Bsin 代入得 通电直导线与磁场方向不垂直的情况 三 安培力的大小 公式 F ILBsin 表示磁场方向与电流方向间的夹角 注 在中学阶段 此公式仅适用于匀强磁场 问题1 若B与I不垂直时 F安与B和I方向关系可以概括为哪句话 这时左手定则对磁感应线有何要求 三 安培力的大小 结论 F一定与B垂直 一定与I垂直 但B与I不一定垂直 问题2 F B I一定两两垂直吗 F BIL F BIL中的L为有效长度 思考与讨论 试指出下述各图中的安培力的大小 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 0 0 02N水平向右 0 02N垂直导线 斜向左上方 将长度为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所示 已知磁感应强度为1T 试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向 I B I B 30 I B GGLX巩固练习 自由 固定 解析 两电流不平行时 有转动到相互平行且电流方向相同的趋势 例题 1两条导线互相垂直 但相隔一小段距离 其中ab固定 cd可以自由活动 当通以如图所示电流后 cd导线将 A 顺时针方向转动 同时靠近abB 逆时针方向转动 同时离开abC 顺时针方向转动 同时离开abD 逆时针方向转动 同时靠近ab a b c d ABD 2 下列说法中正确的是 A 电荷处在电场强度为零的地方 受到的电场力一定为零B 一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方 受到的安培力一定为零C 一小段通电导线在某处不受磁场力的作用 则该处磁感应强度为零D 电荷在某处不受电场力的作用 则该处电场为零 课堂练习 ABD 2 下列说法中正确的是 A 电荷处在电场强度为零的地方 受到的电场力一定为零B 一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方 受到的安培力一定为零C 一小段通电导线在某处不受磁场力的作用 则该处磁感应强度为零D 电荷在某处不受电场力的作用 则该处电场为零 课堂练习 BCD 3 一根长为0 2m的电流为2A的通电导线 放在磁感应强度为0 5T的匀强磁场中 受到的安培力大小可能是 A 0 4NB 0 2NC 0 1ND 0 4 试画出下列各图中安培力的方向 课堂练习 5 试画出下列各图中通电导体棒ab所受安培力的方向 课堂练习 6 在垂直纸面向里的匀强磁场B中 有一个垂直磁感线的环形线圈 通有顺时针电流I 如图所示 则下列叙述中正确的是A 环形线圈所受的磁力的合力为零B 环形线圈所受的磁力的合力不为零C 环形线圈有收缩的趋势D 环形线圈有扩张的趋势