磁场对通电导线的作用力PPT课件

.,1,3.4磁场对通电导线的作用力,.,2,安培力：通电导线在磁场中受到的力,一、安培力的方向,.,3,.,4,.,5,注意：若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直；若电流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向,也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面.,F,.,6,.,7,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,.,8,分析：,电流方向相反,电流方向相同,.,9,二.安培力的大小,1.当电流与磁场方向垂直时:,F=ILB(BL),2、电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零,.,10,3.当电流与磁场方向夹角时:,把磁感应强度B分解为两个分量：另一分量与导线平行B1=Bcos一个分量与导线垂直B2=Bsin平行于导线的分量B1不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B2决定。即F=ILB2，代入得：F=ILBsin(为B与L的夹角),.,11,例：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？,.,12,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,如果是一闭合回路受力又是多少?,.,13,1、分析受到的安培力时,要善于把立体图,改画成易于分析受力的平面图形2、注意磁场和电流的方向是否垂直,三、应用安培力应注意的问题,.,14,B,.,15,.,16,四、磁电式电流表,1、电流表的构造,如图所示是电流表的构造图，在一个很强的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以转动的铝框，铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈的两端分别接在这个螺旋弹簧上，被测电流通过弹簧流入线圈。,.,17,2、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。,.,18,（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。,.,19,3、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。,.,20,五、判断通电导线在安培力作用下的运动方向问题,.,21,.,22,N,S,I,F,F,N,S,F,.,23,1.画出导线所在处的磁场方向2.确定电流方向3.根据左手定则确定受安培力的方向4.根据受力情况判断运动情况,五、判断通电导线在安培力作用下的运动方向问题,.,24,先对导线进行受力分析,画出导线的受力平面图,然后依照F合=0,F合=ma，列出相应的方程,六、处理导线受到安培力的一般思路,.,25,例：在倾斜角为的光滑斜面上,置一通有电流I,长为L,质量为m的导体棒，如图所示,在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度B为_.,.,26,解：静止于斜面说明受力平衡,N,F=,mgtg=BIL,B=mgtg/IL,.,27,引申1：欲使它静止在斜面上,外加磁场的磁感应强度B的最小值为_,方向_.,引申2：欲使它静止在斜面上,且对斜面无压力,外加磁场的磁感应强度B的最小值为_,方向_.,X,G,N,F,B,mgsin=BIL,B=mgsin/IL,mg=BILB=mg/IL,X,G,F,B,.,28,（1）绳子拉力_(变大,变小,不变)（2）桌面对磁铁的支持力_（3）桌面对磁铁的摩擦力_(有,无).,变大,变小,无,桌面对磁铁的摩擦力_(有,无)方向_.,有,水平向右,巩固练习,1、,.,29,2、如图所示:在磁感强度为2T的匀强磁场中,一与水平面成37度角的导电轨道,轨道上放一可移动的金属杆ab，电源电动势为=10伏,内阻r=1欧,ab长L=0.5m,质量m为0.2kg,杆与轨道间的摩擦因数u=0.1,求接在轨道中的可变电阻R在什么范围内,可使ab杆在轨道上保持静止?(杆与轨道的电阻不计),b,.,30,G,F,N,f,(1)摩擦力沿斜面向上:,mgsin=Fcos+f,N=mgcos+Fsin,f=uN,(2)摩擦力沿斜面向下mgsin+f=FcosN=mgcos+Fsinf=uNF=(mgsin+umgcos)/(cos-usin),F=（mgsin-umgcos)/(cos+usin),.,31,3、如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的上方固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流，和原来没有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f（）（A）N减小，f向左；（B）N减小，f向右；（C）N增大；f向左；（D）N增大，f向右。,N,S,.,32,4：长度为20cm的通电直导线垂直放在匀强磁场中，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、B10TB、B10TC、B10TD、不能确定,B,.,33,5：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒