磁場對通電導線的作用—安培力

1、3.2 磁場對通電導線的作用磁場對通電導線的作用安培力安培力1.1.概念：概念：磁場對通磁場對通電導線的作用力稱為安培力電導線的作用力稱為安培力. .2.2.實驗探究：安培力的大小和方向?qū)嶒炋骄浚喊才嗔Φ拇笮『头较駼ILF 3.3.公式：公式：牛（N）特斯拉（T） 安培（A） 米（m）N/（Am）4 4、安培力的方向、安培力的方向 在通電直導線與磁場方向垂直的情況下 a.與磁場方向有關 b.與電流方向有關方向:用左手定則判斷 伸出左手，四指并攏，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過手心，四指指向沿電流方向，則大拇指所指方向就是通電導線所受安培力的方向。 通電導線

2、在磁場中所受安培力通電導線在磁場中所受安培力F F的方向，的方向，總是垂直于磁感線總是垂直于磁感線和通電導線所在的平面和通電導線所在的平面，且且F F與與B B、I I都垂直，都垂直，但但B與與I不一定垂不一定垂直直。 問題：如圖所示，兩條平行的通電直導線之間會通問題：如圖所示，兩條平行的通電直導線之間會通過磁場發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條導線相互吸引，過磁場發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條導線相互吸引，什么情況下相互排斥？請你運用學過的知識進行討論并什么情況下相互排斥？請你運用學過的知識進行討論并做出預測，然后用實驗檢驗你的預測。做出預測，然后用實驗檢驗你的預測。?結(jié)論：結(jié)論：電流方向相同時

3、，將會吸引電流方向相同時，將會吸引; ;電流方向相反時，將會排斥。電流方向相反時，將會排斥。5.5.通電導線之間通過磁場發(fā)生相互作用通電導線之間通過磁場發(fā)生相互作用NSFFB判斷下圖中通電導線受力的方向判斷下圖中通電導線受力的方向（FIBFIBBBIFBI3 0FFIIIBBB畫出圖中第三個量的方向。畫出圖中第三個量的方向。B1B26.當電流與磁場方向夾當電流與磁場方向夾角時，角時，（1 1）在勻強磁場中，在通電直導線與磁場方向垂直的情況）在勻強磁場中，在通電直導線與磁場方向垂直的情況下，導線所受安培力下，導線所受安培力F F等于磁感應強度等于磁感應強度B、電流、電流I和導線的長和導線的長度度

4、L三者的乘積。三者的乘積。 即：即： F=BIL（2 2）平行時：）平行時： F0問題問題: :如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？7 7、安培力的大小、安培力的大小B BIIB B分析：把磁感應強度B分解為兩個分量：一個分量與導線垂直 B1=Bsin另一分量與導線平行 B2=Bcos即F=ILB1，將B1=Bsin代入得，F(xiàn)=ILBsinB B2 2B B1 1（3）通電直導線與磁場方向不垂直的情況 平行于導線的分量B2不對通電導線產(chǎn)生作用力，通電導線所受作用力僅由B1決定8.8.對公式對公式F=ILB F=ILB sinsin的理解的理解（1）表示磁場方向與電流方向間的夾角（2

5、）只適用勻強磁場（3）F F不僅與B、I、L有關，還與放置方式有關（4）L是有效長度，不一定是導線實際長度二二、電動機電動機安培力安培力的重要應用的重要應用1.直流電動機工作原理三、磁電式電流表三、磁電式電流表1 1. .電流表的構造電流表的構造 如圖所示是電流表的構造圖，在一個很強的蹄形磁鐵的兩極間有一個固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個可以轉(zhuǎn)動的鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個螺旋彈簧和一個指針，線圈的兩端分別接在這個螺旋彈簧上，被測電流通過彈簧流入線圈。發(fā)展發(fā)展空間空間 （1）蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉(zhuǎn)）蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，不

6、管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感應線平行，當電流通過線圈時線圈上跟到什么角度，它的平面都跟磁感應線平行，當電流通過線圈時線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)到，鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)到，線圈轉(zhuǎn)動使螺旋彈簧被扭動，產(chǎn)生一個阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩，其線圈轉(zhuǎn)動使螺旋彈簧被扭動，產(chǎn)生一個阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩，其 大小隨大小隨線圈轉(zhuǎn)動的角度增大而增大，當這種阻礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)線圈轉(zhuǎn)動的角度增大而增大，當這種阻礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動的力矩相平衡時，線圈停止轉(zhuǎn)動。動的力矩相平衡時，線圈停止轉(zhuǎn)動。2 2. .電流表的工

7、作原理電流表的工作原理（2）磁場對電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的）磁場對電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)電流越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，因而根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以的角度也越大，因而根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測電流的強弱。知道被測電流的強弱。（3）當線圈中的電流方向發(fā)生變化時，安培力的方向也）當線圈中的電流方向發(fā)生變化時，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化，所以根據(jù)指針隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化，所以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測電流的方向。的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被

8、測電流的方向。 由于磁場對電流的作用力跟電流成由于磁場對電流的作用力跟電流成正比，因而安培力的力矩也跟電流成正正比，因而安培力的力矩也跟電流成正比，而螺旋形彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過的比，而螺旋形彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過的角度成正比，所以磁電式電表的表盤刻角度成正比，所以磁電式電表的表盤刻度是均勻的。度是均勻的。例例2. 2.長度為長度為20cm20cm的通電直導線放在勻強磁場中，電的通電直導線放在勻強磁場中，電流的強度為流的強度為1A1A，受到磁場作用力的大小為，受到磁場作用力的大小為2N2N，則，則磁感應強度磁感應強度B B：（：（ ）A A、B B10T B10T B、B10TB10TC C、B10T DB10T D、不能確定、不能確定B例例3：在傾斜角為：在傾斜角為的光滑斜面上的光滑斜面上,置一通有電流置一通有電流I,長長為為L,質(zhì)量為質(zhì)量為m的導體棒，如圖所示的導體棒，如圖所示,在豎