【物理课件】第一课时：描述磁场的基本物理量安培力ppt课件.ppt

,描述磁场的基本物理量,天马行空官方博客：,一、磁场基本概念,1、磁场由什么产生？,磁体、电流、变化的电场、运动电荷,2、磁场的基本性质是什么？,对放入磁场中的磁体、通电导线、运动电荷有力的作用,3、最早揭示磁现象的电本质的科学家是谁？它提出了什么假说？,为什么有的物体无磁性，有的物体有磁性？,安培,安培分子电流假说:在原子分子等物质微粒内部存在着一种环形电流-分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极.,4、最早发现电流也能产生磁场的科学家是谁？,奥斯特,思考：在奥斯特实验中，当导线通电时，要使小磁针发生明显偏转，导线的放置方向应注意什么？,二、磁场描述(定性),1、磁场的方向是如何规定的？,2、磁场的形象化表示-磁感线,特点：,1、疏密表示.切线方向表示.2、闭合，磁体外.磁体内.3、非实际存在4、不相交、不相切,地球磁层示意图,地球磁层示意图,根据安培假说的思想，认为磁场是由于电荷运动产生的，这种思想对于地磁场也适用，而目前在地球上并没有发现相对于地球定向移动的电荷，那么由此判断，地球应该（）A.带负电B.带正电C.不带电D.无法确定,思考,A,安培定则：判断电流产生磁场的法则（两种不同形式）,例1：如图所示，两根垂直纸面平行放置的直导线A、C由通有等大电流在纸面上距A、C等远处有一点P若P点磁场方向水平向左，则导线A、C中的电流方向是如下哪种说法？AA中向纸里，C中向纸外BA中向纸外，C中向纸里CA、C中均向纸外DA、C中均向纸里,A,三、磁场的描述（定量）,定义：一小段通电直导线，垂直磁感线放在磁场某处时，受到的安培力F与IL的比值称为该处的磁感应强度B。,1、磁感应强度（B）,方向：,磁场方向,2、磁通量,（1）定义：磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫穿过这个面积的磁通量。,（2）定义式：=BS,（3）对此定义式的理解：a、适用匀强磁场；b、B和S垂直；,例3、如图所示，两个同心圆线圈a、b在同一平面内，半径RabB、a=bC、abD、无法确定,注意（1）磁通量等于穿过平面的磁感线的净条数；（2）注意区分S是磁场面积还是回路面积。,A,四、安培力-磁场通电导线的作用,1、方向：左手定则,2、大小当BL时当BL时,3、适用条件?,F=BIL,F=0,匀强磁场中，或L很小，并且LB,F=BILsin,例4：以下三图都是通电导线在磁场中的受力情景。现在给定的一些平面图中，已知两个量的方向，请你们判断第三个量的方向。,例5：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,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,2、一束电子流沿x轴正方向高速运动，如图所示，则电子流产生的磁场在z轴上的点P处的方向是（）A.沿y轴正方向B.沿y轴负方向C.沿z轴正方向D.沿z轴负方向,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？,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3.0105T.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,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；,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。,在解决具体问题中，应掌握基本的解题方法：建模画平面图受力分析运用物理规律和物理量间的关系列方程得出结果,磁电式电流表的原理,如图所示，磁电式电流表中的磁场是均匀地辐向分布的，线圈两侧所在位置的磁感强度B=0.002T，线圈是边长a=1cm的正方形，共N=100匝线圈每偏转1，线圈需产生力矩为M0=2.510-8Nm求：(1)当线圈中电流为0.6毫安时，指针将转过多少度?(2)如果指针的最大偏转角为120，则这只电流计量程是多少?(3)当指针偏转角为40角时，通入线圈的电流多大?,【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（）Aab向外，cd向里转动且向M靠拢Bab向里，cd向外转动且远离MCad向外，bc向里转动且向M靠拢Dad向里，bc向外转动且远离M,针对训练,A,【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,【3】如图所示，A和B中一个是电源，另一个是用电器当用两导线连接起来用电器工作时，其中a、b位于同一水平面上，用一个小磁针放在a点下方，磁针N极向纸外偏转，用电压表测定a与b间的电压，发现a点电势比b点高，由此可判断出电源是_,B,【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。,【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，液体的密度为；将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当开关断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同，开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差。若当开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差为h，电路中电流表的读数为I，求磁感应强度B的大小。,【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