《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》課件3

第三章：磁場第4節(jié)：通電導(dǎo)線在磁場中

受到的力一、安培力(Ampereforce)的方向1、定義：磁場對電流的作用力稱為安培力，是為了紀念安培而命名的。

實驗表明：通電導(dǎo)體在磁場中受力方向與電流方向和磁場方向有關(guān)。思考與討論

在電場中，電場強度的方向就是正電荷所受電場力的方向。那么，在磁場中，磁感應(yīng)強度的方向是不是通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向呢？實驗結(jié)果分析試畫出下述兩實驗結(jié)果的正視圖：BBIFIF2、左手定則（left-handrule）實驗結(jié)論：安培力的方向既跟磁場方向垂直F⊥B，又跟電流方向垂直F⊥I，故安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面，即：F安⊥BI平面伸開左手：磁感線——垂直穿入手心四指——指向電流的方向大拇指——所受安培力的方向思考與討論如圖所示，當通電導(dǎo)線的電流垂直紙面向外，磁場豎直向上時，導(dǎo)線所受的安培力水平向左，現(xiàn)在若將電流方向和磁場的方向同時反向，則安培力的方向是不是也反向？BIFBIF結(jié)論：當電流方向和磁場方向同時反向時，安培力方向不變。思考與討論

前面，我們曾提到兩條互相平行的通電直導(dǎo)線，當通以同向電流時互相吸引，而通以反向電流時會互相排斥，試用剛學(xué)的知識解釋。ABCDA的磁場F安A對BC的磁場F安C對DF安B對AF安D對CB的磁場D的磁場二、安培力(Ampereforce)的大?。?）I⊥B，且為勻強磁場，此時電流所受的安培力最大（2）當導(dǎo)線方向與磁場方向一致時(即I∥B)，電流所受的安培力最小，等于零；（3）當導(dǎo)線方向與磁場方向成θ時，所受安培力介于最大值和最小值之間：1、大?。寒攲?dǎo)線方向與磁場方向垂直時，通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力的大小，既與導(dǎo)線的長度成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，即與I和L的乘積成正比。2、公式：F=BILF安=BILsinθBIθB⊥B∥LF=BIL3、F=BIL中的L為有效長度LLL重點細節(jié)注意試指出下述各圖中的安培力的大小。

在實驗室中，常用到一種測電流強弱和方向的電學(xué)儀器——電流表，它就是根據(jù)磁場對電流作用的安培力制成的。三、磁電式電流表1、電流表的構(gòu)造

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繞軸轉(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兩個螺旋彈簧上，被測電流經(jīng)過這兩個彈簧流入線圈。蹄形磁鐵鐵芯繞有線圈的鋁框螺旋彈簧指針刻度表

電流表構(gòu)造中最大的特點就是在蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布的（即沿直徑方向分布），如圖所示。

這樣的構(gòu)造使得線框在轉(zhuǎn)動過程中，其平面始終與磁場平行，即受到安培力的線框中的兩邊始終與磁場垂直。1、電流表的構(gòu)造2、電流表的工作原理

如圖所示，當電流通過線圈時，線圈上跟軸線平行的兩邊在安培力作用下，使線圈繞軸線轉(zhuǎn)動，從而使螺旋彈簧被扭動。當安培力產(chǎn)生的力矩和彈簧的扭轉(zhuǎn)力矩相平衡時，線圈才停止轉(zhuǎn)動。θ

由于安培力與電流成正比，當線圈中流入的電流越大時，線圈上產(chǎn)生的安培力越大，線圈和指針轉(zhuǎn)過的角度也越大。因此，根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測電流的強弱。

由左手定則可知，當流入線圈中的電流方向改變時，線圈上產(chǎn)生的安培力的方向也改變，從而使線圈和指針偏轉(zhuǎn)的方向也改變。所以，根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向，可以知道被測電流的方向。θ=NBIS/k2、電流表的工作原理3、電流表的特點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，允許通過的電流很??；2、電流表的刻度是均勻的；3、電流方向改變，安培力方向也變，線圈朝相反方向轉(zhuǎn)動。思考與討論

在玻璃器皿的中心，放一個圓柱形的電極，沿邊緣內(nèi)壁放一個圓環(huán)形電極，把它們分別與電池的兩極相連，然后再在玻璃器皿中放入導(dǎo)電液體，例如鹽水，若把玻璃器皿放在磁場中，如圖所示，那么液體會轉(zhuǎn)動嗎？如果轉(zhuǎn)？往什么方向轉(zhuǎn)？逆時針旋轉(zhuǎn)BCD1、一根長為0.2m的電流為2A的通電導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強度為0.5T的勻強磁場中，受到的安培力大小可能是（）A、0.4N B、0.2N C、0.1N D、0×2、試畫出下列各圖中安培力的方向：課堂練習3、在垂直紙面向里的勻強磁場B中，有一個垂直磁感線的環(huán)形線圈，通有順時針電流I，如圖所示，則下列敘述中正確的是

A、環(huán)形線圈所受的磁力的合力為零

B、環(huán)形線圈所受的磁力的合力不為零

C、環(huán)形線圈有收縮的趨勢

D、環(huán)形線圈有擴張的趨勢AD課堂練習A4、在赤道上空，水平放置一根通以由西向東的電流的直導(dǎo)線，則此導(dǎo)線()A、受到豎直向上的安培力B、受到豎直向下的安培力C、受到由南向北的安培力D、受到由西向東的安培力課堂練習5、試討論下列各圖中通電導(dǎo)體棒ab在不計重力的情況下，將如何運動？課堂練習D6、兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，其中AB固定，CD可自由活動，當通以如圖所示電流后，CD導(dǎo)