通電導(dǎo)線在磁場受到的力

通電導(dǎo)線在磁場受到的力第1頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)習(xí)通電導(dǎo)線受到的磁場力與哪些因素有關(guān)？當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場垂直時(shí)，第2頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月演示實(shí)驗(yàn)：按照圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。通電導(dǎo)線在磁場中受到的力稱為安培力一、安培力的方向BIF2、上下交互磁場的位置以改變磁場的方向，觀察受力方向是否變化。FIBIBFIBF第3頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月一.安培力的方向左手定則：伸開左手，使拇指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流的方向，這時(shí)拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的向。BIF第4頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月I安培力F的方向總是垂直于電流I與磁感應(yīng)強(qiáng)度B所確定的平面

BFBB第5頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月FIBFIBααBBIFαBI30°FFIIIBBB畫出圖中安培力的方向。第6頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月F在圖中，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，有一段長L，通有電流為I的直導(dǎo)線ab，電流方向從a到b，則導(dǎo)線所受磁場力大小和方向如何？并將立體圖改畫為平面圖ααBαbazxyBOabBαBabαFBααBFαBxyFBα第7頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月問題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過磁場發(fā)生相互作用用學(xué)過的知識加以分析同向電流相互吸引。反向電流相互排斥?，F(xiàn)象:FFF同向電流F反向電流第8頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月二.安培力的大小1.當(dāng)電流與磁場方向垂直時(shí):F=ILB(B⊥L)BIF第9頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電流與磁場方向平行時(shí)，磁場對電流的作用力為零NSI問題:如果既不平行也不垂直呢？BθI第10頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月IB把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為兩個(gè)分量：一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直B1=Bsinθ另一分量與導(dǎo)線平行B2=Bcosθ平行于導(dǎo)線的分量B2不對通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由B1決定即F=ILB1F=ILBsinθθB2B1將B1=Bsinθ代入得通電直導(dǎo)線與磁場方向不垂直的情況3.當(dāng)電流與磁場方向夾角為θ時(shí):第11頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3.當(dāng)電流與磁場方向夾角為θ時(shí):F=ILBsinθ(θ為B與L的夾角)BFB⊥B∥第12頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月【例3】如果與磁感線垂直的平面內(nèi)的通電導(dǎo)線為一等邊直角三角形的兩條直角邊，此時(shí)電流I受到的安培力怎樣求？大小多少？方向怎樣？兩力的合力大小方向怎樣？如果電流沿ab邊從a到b，ab邊受安培力多大？如果是一閉合回路受力又是多少?FbFaFaFbF有效LF=0第13頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月【例4】說說下面各圖的有效長度第14頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月對公式的理解★不僅與B、I、L大小有關(guān)，還與放置方式有關(guān)★L(fēng)是有效長度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長度第15頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月三.磁電式電表第16頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖所示，在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極，沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極，將兩電極接在電池的兩極上，然后在玻璃皿中放入鹽水，把玻璃皿放入蹄形磁鐵的磁場中，N極在下，S極在上，鹽水就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來．(1)猜想一下，鹽水轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，并實(shí)際做一做實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證．(2)探究鹽水旋轉(zhuǎn)的原因．做一做第17頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月答案：(1)通過左手定則判定，鹽水從上向下看逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)．(2)鹽水中形成了由圓形電極指向柱形電極的如圖所示的電流，由于磁場方向向上，故鹽水逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)．第18頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)：安培力的大小特點(diǎn)：1.★不僅與B、I、L有關(guān)，還與放置方式有關(guān)2.★L(fēng)是有效長度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長度3.安培力、磁感強(qiáng)度、電流三者方向關(guān)系★安培力的方向總垂直于電流和磁感線所確定的平面●已知F和B的方向，當(dāng)導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可唯一確定電流I的方向●已知電流I和B的方向，可用左手定則唯一確定F的方向●已知F和I的方向，磁感強(qiáng)度B的方向不能唯一確定第19頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月NS導(dǎo)線將如何運(yùn)動(dòng)？第20頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月NS電流微元法、特殊位置法、等效法分析運(yùn)動(dòng)BB1B2BB1B2第21頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月1、如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直導(dǎo)線MN，導(dǎo)線與磁場垂直，給導(dǎo)線通以由N向M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.磁鐵對桌面的壓力減小，受桌面的摩擦力作用C.磁鐵對桌面的壓力增大，受桌面的摩擦力作用D.磁鐵對桌面的壓力增大，不受桌面摩擦力作用拓展：要是放在靠N極較近的地方呢？磁鐵對桌面的壓力又會(huì)怎樣呢？受不受摩擦力呢？第22頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月2、兩條直導(dǎo)線相互垂直，如圖所示，但相隔一個(gè)小距離，其中一條AB是固定的，另一條CD能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)直流電流按圖示方向通入兩條導(dǎo)線時(shí)，CD導(dǎo)線將……（）A、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABB、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線ABC、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線ABD、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABABCDIIA結(jié)論：兩通電導(dǎo)線有達(dá)到電流方向相同，并靠近的趨勢第23頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月3.通電矩形導(dǎo)線框abcd與無限長通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，電流方向如圖所示，ab邊與NM平行。關(guān)于MN的磁場對線框的作用，下列敘述正確的是（）A、線框有兩條邊所受的安培力方向相同；B、線框有兩條邊所受的安培力大小相同；C、線框所受安培力的合力朝左；D、cd所受安培力對ab邊的力矩不為零；MNabcdI1I2第24頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月正確答案：B、CMNI1BabcdI2第25頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月4.如圖所示，固定螺線管M右側(cè)有一正方形線框abcd，線框內(nèi)通有恒定電流，其流向?yàn)閍bcd，當(dāng)閉合開關(guān)S后，線框運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)為…………（）A．a(chǎn)b向外，cd向里轉(zhuǎn)動(dòng)且向M靠攏B．a(chǎn)b向里，cd向外轉(zhuǎn)動(dòng)且遠(yuǎn)離MC．a(chǎn)d向外，bc向里轉(zhuǎn)動(dòng)且向M靠攏D．a(chǎn)d向里，bc向外轉(zhuǎn)動(dòng)且遠(yuǎn)離MA等效：將通電螺線管等效成條形磁鐵，通電線框等效成小磁針。第26頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月1、如圖所示，在傾角為30o的斜面上，放置兩條寬L＝0.5m的光滑平行導(dǎo)軌，將電源、滑動(dòng)變阻器用導(dǎo)線連接在導(dǎo)軌上，在導(dǎo)軌上橫放一根質(zhì)量為m＝0.2kg的金屬棒ab，電源電動(dòng)勢E＝12V，內(nèi)阻r＝0.3Ω，磁場方向垂直軌道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在軌道上保持靜止，滑動(dòng)變阻器的使用電阻R應(yīng)為多大？（g取10m/s2，其它電阻不計(jì)）BErRa30°bBGFNF力電應(yīng)用第27頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月解：對通電導(dǎo)線作受力分析,得：力電應(yīng)用BGFNF①而由安培力公式得：②在閉合電路當(dāng)中③則第28頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月例題：如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中用兩根柔軟的細(xì)線將金屬棒ab懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由a到b的穩(wěn)定電流I，這時(shí)兩根細(xì)線被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細(xì)線對金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方法?)（A）適當(dāng)增大電流I（B）將電流反向并適當(dāng)改變大?。–）適當(dāng)增大磁場（D）將磁場反向并適當(dāng)改變大小ACabI第29頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月如圖所示，向一根松弛的導(dǎo)體線圈中通以電流,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,徑向收縮縱向A第30頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月第31頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月解析：(1)在線圈中通入沿逆時(shí)針方向流動(dòng)的電流I