安培力(精华版)

1、,4、磁场对的作用力,实验演示：,问题一：观察演示实验发现,通电导线的受力方向与磁场方向、电流的方向三者不但不在一条直线上,而且不在一个平面内,怎样确定它的方向呢？,一、安培力的方向,fbfi,安培力f、磁感应强度b、电流i三者的方向关系:,f垂直于电流与磁场所在的平面.,而b与i不一定垂直,伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，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。,安培力的方向,左手定则,左手定则,练习1：电流强度为i的通电导线放置于磁感应强度为b的匀强磁场中，导线所受安培力为f，则下列说法正确的是a匀强磁场

2、中通电导线所受安培力f，磁感应强度b及电流i，三者在方向上一定互相垂直b若i、b方向确定，则f方向唯一确定c若f与b方向确定，则i方向唯一确定d若f与b方向确定，则i方向不唯一确定，但i一定在与f垂直的平面内e若f与i方向确定，则b方向唯一确定f若f与i方向确定，则b方向不唯一确定，但b一定在与f垂直的平面内,(bdf),i,f,i,f,【例1】画出图中第三者的方向。,b,b,(1),(2),(3),(4),(5),f垂直纸面向里,注:安培力的方向总与导线垂直,与磁感应强度垂直。,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.,思考与讨论：,两平行通电直导线,若通以同向电流

3、,则相互吸引；若通以反向电流,则相互排斥.为什么？,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,d,如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会(),a.纵向收缩,径向膨胀b.纵向伸长,径向膨胀c.纵向伸长,径向收缩d.纵向收缩,径向收缩,纵向,a,把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成如图所示的电波,当开关接通后,将看到的现象是(),a.弹簧

4、向上收缩b.弹簧被拉长c.弹簧上下振动d.弹簧仍静止不动,s,c,如图所示，通电直导线a与贺形通电导线环b固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线受到水平向的安培力作用.当a、b中电流大小保持不变,但同时改变方向时,通电直导线a所受的安培力方向水平向.,a,i,b,i,右,右,1.当电流与磁场方向垂直时：,二、安培力的大小,条件：,f=0,.当电流与磁场方向夹角时：,f=ilbsin,（b为匀强磁场）,（为磁场和导线夹角）,i,i,i,i,f,i,f,【例1】画出图中第三者的方向。,b,b,(1),(2),(3),(4),(5),f垂直纸面向里,如图所示，直角三角形abc组成的

5、导线框内通有电流i1a，并处在方向竖直向下的匀强磁场b2t中，ac=40cm，求三角形框架各边所受的安培力。,导线abc为垂直折线,其中电流为i，ab=bc=l,导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强度为b,求导线abc所受安培力的大小和方向.,a,b,c,【例3】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属棒mn的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1t的匀强磁场中，电源电动势为6v，内阻为1，为使mn处于静止状态，则电阻r应为多少？(其他电阻不计),【答案】r=0.2,如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为l、质量为m的通电直导线，电流

6、方向垂直纸面向里，欲使导线静止在斜面上，外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是(),a.b=mgsin/il，方向垂直斜面向下b.b=mgtan/il，方向竖直向下c.b=mg/il，方向水平向左d.b=mgcos/il，方向水平向左,i,bc,安培力,f垂直于b和i所决定的平面用左手定则判定。,b为匀强磁场.,方向:,大小：,小结：,水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势为v，内阻为0.5，滑动变阻器调到2.5时，要在金属棒所在位置施加一个垂直与ab的匀强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，求匀强磁场的大小和方向,若保持磁感应强度

7、b的大小不变，方向顺时针转37，此时ab仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩擦力为多大？,如图所示，在磁感应强度为1t的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质量为0.1kg的金属棒mn，此时弹簧伸长10cm，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？,m,n,2a，方向从m到n,2、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线mn，导线与磁场垂直，给导线通以由n向m的电流，则()a.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用b.磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用c.磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用d.磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作

8、用,n,s,导线将如何运动？,如图所示，蹄形磁体用悬线悬于o点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是(),a静止不动b向纸外平动cn极向纸外，s极向纸内转动dn极向纸内，s极向纸外转动,c,磁电式电流表,1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。,铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。,.,问题电流表中磁场分布有何特点呢？电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度.,

9、在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度b的大小是相等的.,该磁场并非匀强磁场,问题该磁场是否匀强磁场？,问题该磁场的特点？,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。,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

10、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。,表盘的刻度均匀，i,【说明】由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。,三、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，容易烧坏。3、满偏电流ig，内阻rg反映了电流表的最主要特性。,怎样提高磁电式电流表的灵敏度？,3、在倾角为30o的斜面上，放置两条宽l0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m0.2kg的金属棒ab，电源电动势e12v，内阻r0.3，磁场方向垂直轨道所在平面，b0.8t。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻r应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）,【例题】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属棒mn的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1t的匀强磁场中，电源电动势为6v，内阻为1，为使mn处于静止状态，