《磁场对通电导线的作用——安培力》课件1

2磁场对通电导线的作用安培力,1知道什么是安培力知道它的方向的判断左手定则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FBIL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，等于BIL.3了解磁直流电动机构造的原理.,0,BIL,电流的方向,机械能,直流,交流,安培力,它们都是性质力，且都属于场力，分析如下：,(4)推论分析法：两直线电流相互平行时无转动趋势，方向相同时相互吸引，方向相反时相互排斥；两直线电流不平行时有转动到相互平行且电流方向相同的趋势(5)转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁场中所受到的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向,(3)在因果关系上：安培定则中的“电流”是因，“磁场”为果，正是有了电流(直流电流、环形电流、螺线管电流)才出现了由该电流产生的磁场；左手定则中的“磁场”和“电流”都是“因”，磁场对通电导线的作用力是“果”，有因才有果，而此时的两个“因”对产生磁场对导线的作用力来说缺一不可(4)判断电流方向选取定则的原则：当已知磁感线的方向，要判断产生该磁场的电流方向时，选用安培定则判断电流的方向；当已知导体所受安培力的方向时，用左手定则判断电流的方向,3在安培力作用下的物体平衡的解题步骤和前面我们学习的共点力平衡相似，一般也是先进行受力分析，再根据共点力平衡的条件列出平衡方程，其中重要的是在受力分析过程中不要漏掉了安培力4安培力做功(1)安培力做功与路径有关，所以绕闭合回路一周，安培力做功可以为正，可以为负，也可以为零，不像重力和电场力做功一定为零,【典例1】如图326所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线中通过如图所示方向的电流I时，试判断导线的运动情况,解析将导线AB从N、S极的中间O分成两段，AO、BO段所在处的磁场方向如图甲所示由左手定则可得AO段受安培力的方向垂直纸面向外，BO段受安培力的方向垂直纸面向里，从上向下看，导线AB将绕O点沿逆时针方向转动再根据导线转过90时的特殊位置判断其上下运动情况如图乙所示，导线AB此时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动,由上述两个特殊位置的判断可知，当导线不在上述的特殊位置时，所受安培力使AB逆时针转动的同时还要向下运动答案由上向下看导线逆时针转动，同时向下落,【变式1】如图327所示，A为一水平放置的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如图所示当圆盘沿图中所示方向高速绕中心轴OO转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()A竖直向上B竖直向下C水平向里D水平向外,解析根据圆盘带电性质和旋转方向，可知圆盘上方磁场向上，根据左手定则可知导线受力水平向里答案C,【典例2】在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图328所示求过c点的导线所受安培力的方向()A与ab边平行，竖直向上B与ab边平行，竖直向下C与ab边垂直，指向左边D与ab边垂直，指向右边,解析因为两同向平行电流之间相互吸引，所以a对c的作用力Fa和b对c的作用力Fb如图所示则Fa、Fb的合力F即为c导线所受的安培力，方向与ab边垂直指向左边答案C借题发挥根据两平行电流之间的相互作用进行判定，既简单又准确,【变式2】如图329所示，两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上，但能自由移动，若两线圈内通以大小不等的同向电流，则它们的运动情况是()A都绕圆柱转动B以不等的加速度相向运动C以相等的加速度相向运动D以相等的加速度相背运动,解析同向环形电流间相互吸引，虽然两电流大小不等，但据牛顿第三定律知两线圈间相互作用力必大小相等，所以选C项答案C,弹丸的发射速度和射程可通过改变电流强度的大小来控制在发射过程中，弹丸加速均匀，几乎没有火焰、烟雾、响声和后坐力，利于隐蔽作战整个系统由计算机控制，操作简便、安全性好是一种极具发展潜力的新型穿甲武器,【典例3】(2011全国理综)电磁轨道炮工作原理如图3211所示待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是()A只将轨道长度L变为原来的2倍B只将电流I增加至原来的2倍,C只将弹体质量减至原来的一半D将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变答案BD,解析线圈中导线受力在水平方向；线圈中导线受一转动力矩；线圈中导线对转轴力矩为0.答案B,解析本题考查同向电流之间安培力方向的判断，可根据安培定则判断出磁场方向，再根据左手定则判断安培力的方向两导线之间的作用力是通过磁场产生的，遵守牛顿第三定律，分析时可选其中一条通电导线为研究对象要分析导线AB受力，先确定AB所处的外磁场(CD所产生的磁场)的方向垂直纸面向外，如右图所示再由左手定则可判知AB受到的安培力水平向右，同样方法可得CD受AB的作用力水平向左，二者是作用力与反作用力答案见解析,解析由图可知，直导线A位于导线环B产生的垂直向里的磁场中，根据左手定则，可判断导线A受到的安培力方向向右当A、B中的电流方向同时改变时，A导线处于导线B产生垂直向外的磁场中，且A中的电流竖直向上，依据左手定则可以判定，A受安培力仍水平向右答案右右,4如图3215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长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用N表示磁铁对桌面的压力，用f表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较().AN减小，f0BN减小，f0CN增大，f0DN增大，f0,解析如图所示