通电导线在磁场中受力课件
(1) 猜想一下,盐水转动的方向, 并实际做一做实验来验证.
(2) 探究盐水旋转的原因.
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答案: (1)通过左手定则判定,盐水从上向下看逆时针旋转.
(2)盐水中形成了由圆形电极指向柱形电极的如图所示的电流, 由于磁场方向向上,故盐水逆时针旋转.
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五、判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题
.
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
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电流表的构造
电流表构造中最大 的特点就是在蹄形磁铁 和铁芯间的磁场是均匀 地辐向分布的(即沿直 径方向分布),如图所 示。
这样的构造使得线框在 转动过程中,其平面始终与 磁场平行,即受到安培力的 线框中的两边始终与磁场垂 直。
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GGLX 巩固练习
两条导线互相垂直,但相隔一小段距离,其中ab固定,
cd可以自由活动,当通以如图所示电流后,cd导线将
()
a
A.顺时针方向转动,同时靠近ab
c
d
B.逆时针方向转动,同时离开ab
b
C.顺时针方向转动,同时离开ab
D.逆时针方向转动,同时靠近ab
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GGLX 巩固练习
问题2:F、B、I一定两两垂直吗? 结论:F一定与B垂直,一定与I垂直。但B与I不一定垂直。
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思考与讨论 F=BIL中的L为有效长度
试指出下述各图中的安培力的大小。
L
L
L
F=BIL
学习交流PPT 如果是闭合回路呢?
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四、磁电式电流表
1、磁电式电流表的构造:刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴 (软铁制成) 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯(软铁制 成)。
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例题
自由
˙ ˙˙
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
F
˙˙ ˙ 固定
×
×
×
F
×
×
×
解析:两电流不平行时,有转动到相互平
行且电流方向相同的趋势
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F I
N
S
F
N
S
F
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五、判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题
1.画出导线所在处的磁场方向 2.确定电流方向 3.根据左手定则确定受安培力的方向 4.根据受力情况判断运动情况
如图所示,蹄形磁体用悬线悬于O点,在
磁铁的正下方有一水平放置的长直导线,当导 线中通以由左向右的电流时,蹄形磁铁的运动
情况将是(C )
A.静止不动
B.向纸外平动
C.N极向纸外,S极向纸内转 动
D.N极向纸内,S极学习向交流纸PPT 外转
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六、处理导线受到安培力的一般思路
先对导线进行受力分析,画出导线的受 力平面图,然后依照F合=0,F合=ma,
电流表的工作原理
如图所示,当电流通过
线圈时,线圈上跟轴线平行
的两边在安培力作用下,使
线圈绕轴线转动,从而使螺
θ
旋弹簧被扭动。当安培力产
生的力矩和弹簧的扭转力矩
相平衡时,线圈才停止转动。
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电流表的工作原理
θ=NBIS/k
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电流表的特点 1、灵敏度高,可以测量很弱的电流,但 是绕制线圈的导线很细,允许通过的电 流很小;
解:静止于斜面说明受力平衡
N θ
F=mgtgθ=BIL
X F B=mgtgθ/IL
θ
mg
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引申1:欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度B
猜想:通电导体在磁场中受力方向与电流方 向和磁场方向有关。
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实验结果分析
I
F FI
B
B
I
F FI
B
B
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F、B、I方向关系
遵循左手定则
安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方F 向垂直,即垂直于电流和磁场所在的平面
B I
示意图
左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个 手指垂直,并且都与手掌在同一平面内;让 磁感应线从掌心进入,并使四指指向电流 的方向,这时拇指所指的方向就是通电导 线在磁场中所受安培力的方向
列出相应的方程
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巩固练习
B
a
B
F
..
b
B
B
a . ×
F
b
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B
B
B
B
B
×
F
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例:在倾斜角为θ的光滑斜面上,置一通有电流I, 长为L,质 量为m的导 体棒,如图所示,在竖直向上 的磁场中静止,则磁感应强度B为 _________.
X
θ
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同向电流
反向电流
F
F
FF
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三、安培力的大小
(1) 在匀强磁场中,在通电直导线与磁场方向垂直的情况 下,导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度 L三者的乘积。
即: FBIL
(2)平行时: F0
B
θ
问题:如果既不平行也不垂直呢?
I
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三、安培力的大小
B
通电直导线与磁场方向不垂直的情况 把磁感应强度B分解为两个分量: 一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ
再次提醒:一定要使用左手!
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F
B I
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二、安培力方向的判断
B B I
I
F
B
I
B
FI
B
α
α
B
F
B
F
BI
I
I
30 F
°
α
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问题:如图所示,两条平行的通电直导线之间会通过磁场发 生相互作用 结论: 同向电流相互吸引。
反向电流相互排斥。
请使用刚学过的知识解释本实验结果。
2、电流和安培力成正比,所以电流表的 刻度是均匀的;
3、电流方向改变,安培力方向也改 变,线圈朝相反方向转动。
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XSND 小试牛刀
如图所示,在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极,沿边 缘内壁放一个圆环形电极,将两电极接在电池的两极上, 然后在玻璃皿中放入盐水,把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场 中,N极在下,S极在上,盐水就会旋转起来.
B2
B1
θ
I
即F=ILB1 将B1=Bsinθ代入得
F=ILBsinθ
0o
F 0
F
90O FIBL
B⊥
B
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B∥ I
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三、安培力的大小
公式: F=ILBsinθ
θ表示磁场方向与电流方向间的夹角 注:在中学阶段,此公式仅适用于匀强磁场
问题1:若B与I不垂直时,F安与B和I方向关系可以概括为哪句 话?这时左手定则对磁感应线有何要求?
第34节 通电导线在磁场中受到的力
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1
一、知识回顾
如何描述磁场强弱?
B F (BI) IL
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2
安培力(Ampere force)的方向
定义:磁场对电流的作用力称为安培力, 是为了纪念安培而命名的。
思考与讨论
在电场中,电场强度的方向就是正电荷 所受电场力的方向。那么,在磁场中,磁感 应强度的方向是不是通电导体在磁场中的受 力方向呢?