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文檔簡介
安培力 電流表的工作原理,一、安培力,1.安培力的大?。?2.安培力公式的適用條件; 一般只適用于勻強(qiáng)磁場或在導(dǎo)線范圍內(nèi)是一個(gè)恒量; 導(dǎo)線垂直于磁場; L為導(dǎo)線的有效長度,,任意彎曲的通電導(dǎo)線的等效長度相當(dāng)于連接導(dǎo)線兩端直線段的長度 思考:閉合通電回路在磁場中受安培力多大?,二、安培力方向的判定-左手定則 1.通電導(dǎo)線所受的安培力方向和磁場B的方向、電流方向之間的關(guān)系,可以用左手定則來判定. 2.安培力F的方向總是垂直于磁感線與通電導(dǎo)線構(gòu)成的平面,既與磁場的方向垂直,又與電流方向垂直,但磁場方向與電流方向不一定垂直,例1.下列關(guān)于通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中受安培力的說法,正確的有 A.安培力的方向與磁場方向垂直,同時(shí)又與電流方向垂直 B.若某段導(dǎo)線在磁場中取某一方向時(shí)受到的磁場力最大,此時(shí)導(dǎo)線必與磁場方向垂直 C.若導(dǎo)線受到的磁場力為0,導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為0 D.安培力的大小只跟磁場的強(qiáng)弱和電流有關(guān),( A B ),三、電流表的工作原理 1、磁電式電表的構(gòu)造: 磁場、螺線彈簧、線圈(連指針刻度等) 2、極靴和鐵芯使磁場都沿半徑方向輻型均勻分布的 3、電流表的刻度是均勻的 磁場對電流的作用力跟電流成正比 指針偏轉(zhuǎn)的角度也與電流成正比,4、電表的指針轉(zhuǎn)過的角度:,5、磁電式儀表的特點(diǎn),1.靈敏度高,可以測量很弱的電流,但是繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì),允許通過的電流很小。 2.電流和安培力成正比,所以電流表的刻度是均勻的 3.電流方向改變,安培力方向也改變,線圈朝相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。,四、判斷安培力作用下物體運(yùn)動(dòng)情況的方法,1、電流元法:即把整段電流等效為多段直線電流,用左手定則判出每微段安培力的方向,最后確定運(yùn)動(dòng)方向,2、特殊位置法:把電流或磁鐵拉到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷所受安培力的方向,從而確定運(yùn)動(dòng)方向,3、等效法:將環(huán)形電流和通電螺線管等效成條形磁鐵,或?qū)l形磁鐵等效成環(huán)形電流或通電螺線管。通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來分析 4、利用結(jié)論法:同向電流相互吸引,反向電流相互排斥,兩電流平行時(shí)無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢;兩電流不平行時(shí)有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢,例2如圖3-11所示,在條形磁鐵N極附近懸掛一個(gè)圓線圈,線圈與水平磁鐵位于同一平面內(nèi),當(dāng)線圈中電流沿圖示的方向流動(dòng)時(shí),將會(huì)出現(xiàn)下列哪種情況? A線圈向磁鐵平移; B線圈遠(yuǎn)離磁鐵平移; C從上往下看,線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)靠近磁鐵; D從上往下看,線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)靠近磁鐵,( C ),例3:如圖在條形磁鐵N極附近懸掛一個(gè)線圈,當(dāng)線圈中通有從左向右看逆時(shí)針方向的電流時(shí),線圈將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)?,解:用“同向電流互相吸引,反向電流互相排斥”最簡單:條形磁鐵的等效螺線管的電流在正面是向下的,與線圈中的電流方向相反,互相排斥,而左邊的線圈匝數(shù)多所以線圈向右偏轉(zhuǎn)。(本題如果用“同名磁極相斥,異名磁極相吸”將出現(xiàn)判斷錯(cuò)誤,因?yàn)槟侵贿m用于線圈位于磁鐵外部的情況。),例4.一根通有電流的直銅棒用軟導(dǎo)線掛在如圖11-2-2所示的勻強(qiáng)強(qiáng)場中,此時(shí)懸線中的張力大小小于銅棒的重力,欲使懸線中張力變?yōu)?,可采用的方法是,A.保持原磁場不變,適當(dāng)增大電流且方向不變 B.使電流反向,并適當(dāng)減弱磁場 C.電流大小、方向不變,適當(dāng)增強(qiáng)磁場 D.使磁場反向,適當(dāng)增大電流并反向,( A C ),例5.如圖11-2-4所示,給一根松弛的導(dǎo)體線圈中通上電流,線圈將會(huì) A.縱向收縮,徑向膨脹 B.縱向伸長,徑向膨脹 C.縱向伸長,徑向收縮 D.縱向收縮,徑向收縮,(A),例6:如圖11-2-7所示,把一重力不計(jì)的通電導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方,導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時(shí),導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看),A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降; B.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升; C.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降; D.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升;,【題后小結(jié)】定性判斷通電導(dǎo)線 或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)問題: 主要方法:(1)電流元法;(2)特殊位置法;(3)等效法;(4)利用結(jié)論法;,( A ),例6:如圖11-2-8所示,條形磁鐵放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根長直導(dǎo)線,導(dǎo)線與磁鐵垂直,給導(dǎo)線通以垂直紙面向外的電流,則,A.磁鐵對桌面壓力減小,不受桌面的摩擦力作用; B.磁鐵對桌面壓力減小,受到桌面的摩擦力作用 C.磁鐵對桌面壓力增大,不受桌面的摩擦力作用 D.磁鐵對桌面壓力增大,受到桌面的摩擦力作用,( A ),【題后小結(jié)】 本題步驟: 1、先確定電流所在位置的磁場, 2、再分析其受力 3、最終要根據(jù)相互作用的原理以確定 磁體的受力得出最終結(jié)果.,若不在中央?,例7:如圖11-2-5(a),相距20cm的兩根光滑平行銅導(dǎo)軌,導(dǎo)軌平面傾角為a=370,上面放著質(zhì)量為80g的金屬桿ab,整個(gè)裝置放在B=0.2T的勻強(qiáng)磁場中. (1)若磁場方向豎直向下,要使金屬桿靜止在導(dǎo)軌上, 必須通以多大的電流. (2)若磁場方向垂直斜面向下,要使金屬桿靜止在 導(dǎo)軌上,必須通以多大的電流。,( 15A ),( 12A ),例8:如圖11-2-6所示,在同一水平面上的兩導(dǎo)軌相互平行,并處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,一根質(zhì)量為3.6kg,有效長度為2m的金屬棒放在導(dǎo)軌上,當(dāng)金屬棒中的電流為5A時(shí),金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng);當(dāng)金屬棒中的電流增加到8A時(shí),金屬棒的加速度為2m/s2,求磁場的磁感強(qiáng)度.,B=1.2T,例9:根據(jù)磁場對電流會(huì)產(chǎn)生作用力的原理,人們研制出一種新型的發(fā)射炮彈的裝置電磁炮,其原理如圖11-2-9所示,把待發(fā)射的炮彈(導(dǎo)體)放置在強(qiáng)磁場中的兩平行導(dǎo)軌上,給導(dǎo)軌通入大電流,使炮彈作為一個(gè)載流導(dǎo)體在磁場作用下沿導(dǎo)軌加速運(yùn)動(dòng),并以某一速度發(fā)射出去,試判斷圖中炮彈的受力方向,如果想提高某種電磁炮的發(fā)射速度,理論上可怎么辦?,例11兩根相距L=1m的光滑平行導(dǎo)線左端接有電源,右端連接著半徑R=0.5m的光滑圓弧形導(dǎo)軌,在導(dǎo)軌上擱置一根質(zhì)量m=1Kg的金屬棒,整個(gè)裝置處于豎直向上,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T的勻強(qiáng)磁場中,當(dāng)在棒中通以如圖所示方向的瞬時(shí)電流時(shí),金屬棒受到安培力作用從靜止起向右滑動(dòng),剛好能到達(dá)軌道的最高點(diǎn),求通電過程中通過金屬棒的電量。,例10:如圖11-2-1
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