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安培力大小


亥姆霍兹线圈
二、安培力大小
由 B=F/IL
得 F=BIL
在匀强磁场中,通电直导线与磁场方向垂直的情况下
F
F=BIL
安培力的大小
S I I
S
I
S θ
N
N
N
当B⊥I时
F=ILB
当B∥I时
F=0
当B和I夹角为θ时, F的方向?F的大小?
通电直导线与磁场方向不 垂直的情况怎样处理? 把磁感应强度B分解为两个分量: 垂直 B1=B sinθ 平行 B2=B cosθ
【形象表述】穿过这个面的磁感线条数。
【变形】B=Φ/S 磁感应强度大小等于穿 过单位面积的磁通量,因此 磁感应强度大小也叫做磁通 密度,单位Wb/m2。
磁通量的计算
当B与S垂直时: 当B与S不垂直时:
Φ=BS
Φ=BScos0
本节结束
注意:
①公式适用于导体所在范围内B是一个恒量
②θ为电流方向与磁场方向之间的夹角
思考1: 如下图所示,直导线长1m,电流I=0.5A, 磁场强度B=2T,求导线受到的安培力大小;
x x x
x
I
x
x
x
x
x
思考2: 如下图所示,两根直导线各长1m,夹角60°, 电流I=0.5A,磁场强度B=2T,求导线受到的 安培力大小;
磁感应强度
磁感应强度与磁感线的关系:
①磁感线上某点的切线方向即为该处的磁感应 强度方向;
②磁感线的疏密表示磁感应强度的强弱;
【习题1】
单选题
关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.在磁场中某确定位置,B与F成正比,与I、L的乘积成反比
B.磁感线的指向就是磁感应强度的方向 C.垂直磁场放置的通电导线的受力方向即是磁感应强度的方向 D.磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、 导线长度、导线取向无关
受到的安培力大小为多少?
(2)电流方向与磁感应强度方向夹角为60°时,通电直 导线受到的安培力大小为多少? (3)电流方向与磁感应强度方向平行时,通电直导线受到 的安培力大小为多少?
【习题2】
双选题
一根长为0.2m的电流为2A的通电直导线, 放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,受到 的安培力大小可能是( )
平行于导线的分量B2不对导线产生
作用力,通电导线所受作用力仅由 B1决定
S I N
B B1 B2
θ
θ
F=I L· Bsinθ
I
二、安培力大小 安培力的表达式:F BIL sin
(1)当I与B垂直时,F=BIL (2)当I与B平行时,F=0 (3)当I与B夹角为θ时,F=BILsinθ
二、安培力大小 安培力的表达式:F BIL sin
磁场的定量描述
大小F=BILsinθ
磁感应强度
课后作业
①对比安培力与电场力
②对比磁感应强度与电场强度
磁 通 量
【定义】在磁感应强度为B的 匀强磁场中,有一个与磁场方 向垂直面积为S的平面,则磁 感应强度B与面积S的乘积叫做 磁通量,简称磁通。 【定义式】Φ=BS 【单位】 韦(伯) Wb 【性质】标量,但有正负。 1Wb=1T· m2
二、安培力的大小 猜想:安培力的大小与哪些因素有关?
通电导线的长度 电流的大小
磁场的强弱 磁场方向与电流方向关系
【实验方法】控制变时,通 电导线所受的安培力的大小为_______ 零
二、安培力的大小 2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下:
A. 0.4N
C. 0.3N
B. 0.2N
D. 0
答案:BD
【习题3】
F
E
电磁炮是一种兵器,原理如图,装置可以把质量 为20g的弹体(包括金属杆EF的)的质量发射出去。 若轨道宽2m,电流为10A,磁感应强度为1T,经 过t=0.5s的加速,问弹体射出的速度是多少?
探究安培力 小结
方向 安 培 力 左手定则
②不同的磁场中,比值F/IL一般是不同的;
磁感应强度
定义:物理学规定,通电导线与磁场方向垂直
时,通电导线所受的安培力F与跟电流I和导线
长度L的乘积IL的比值。(用B表示)
F 定义式: B IL
(比值定义)
磁感应强度 单位:特斯拉,简称特,符号T, 1T=1N/Am
性质:由磁场本身决定;矢量,方向与磁场的 方向相同。 物理意义:描述磁场强弱和方向的物理量。
答案:D
【习题2】 磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线, 它的电流强度是2.5A,导线长1cm,它受到 的安培力为5x10-2N,则这个位置的磁感应
强度是多大?
三、匀强磁场 相互平行 1、磁场强弱、方向处处相 方向相同 间隔均匀
同的磁场
2、匀强磁场的磁感线:是
一组相互平行、方向相同、
疏密均匀的直线
【实验结论】 F∝IL
精准实验表明: ①同一磁场中,不管电流I和导线长度L怎样变化,比值F/IL总是 确定的; ②不同的磁场中,比值F/IL一般是不同的;
二、安培力的大小 2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下:
反映磁场的强弱
由磁场本身决定
F 比值 IL
①同一磁场中,不管电流I和导线长度L怎样变化,比值F/IL总是确定的;
x x x
x
I
x 60°
x
x
x
x
③L指的是“有效长度”,对于弯曲导线的有效长度L, 应等效于连接两端点直线的长度,相应的电流方向应沿
等效长度L由始端流向末端
L指的是“有效长度”
【习题1】
一根长为0.2m的电流为2A的通电直导线,放在磁感应强度
为0.5T的匀强磁场中,
求: (1)电流方向与磁感应强度方向互相垂直时,通电直导线
实验1:当通电导线长度一定时,安培力与电流的关系?
安培力大小与电流有关
二、安培力的大小 2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下:
实验2:当电流一定时,安培力与通电导线长度的关系?
安培力大小与通电导线长度有关
二、安培力的大小 2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下:
结论:通电导线在同一磁场中 受到的安培力大小F与导线长 度和电流I的有关.
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