安培力電流表的工作原理習(xí)題.ppt

安培力 電流表的工作原理,一、安培力,1.安培力的大小：,2.安培力公式的適用條件； 一般只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)或在導(dǎo)線范圍內(nèi)是一個(gè)恒量； 導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)； L為導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度，,任意彎曲的通電導(dǎo)線的等效長(zhǎng)度相當(dāng)于連接導(dǎo)線兩端直線段的長(zhǎng)度 思考：閉合通電回路在磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)的方向垂直，又與電流方向垂直，但磁場(chǎng)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(chǎng)中受安培力的說法，正確的有 A.安培力的方向與磁場(chǎng)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(chǎng)中取某一方向時(shí)受到的磁場(chǎng)力最大，此時(shí)導(dǎo)線必與磁場(chǎng)方向垂直 C.若導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)、螺線彈簧、線圈(連指針刻度等) 2、極靴和鐵芯使磁場(chǎng)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(chǎng)對(duì)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(cè)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(shì)；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(shì),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(jiǎn)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng) C.電流大小、方向不變，適當(dāng)增強(qiáng)磁場(chǎng) D.使磁場(chǎng)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(zhǎng)，徑向膨脹 C.縱向伸長(zhǎng)，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(zhǎng)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(duì)桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用； B.磁鐵對(duì)桌面壓力減小，受到桌面的摩擦力作用 C.磁鐵對(duì)桌面壓力增大，不受桌面的摩擦力作用 D.磁鐵對(duì)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(chǎng)， 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(chǎng)中. (1)若磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)中，一根質(zhì)量為3.6kg，有效長(zhǎng)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(chǎng)的磁感強(qiáng)度.,B=1.2T,例9：根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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