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安培力的实验

2A,由M流向N(向右) 2A,由M流向N ,由
2、如图所示,放在平行光滑导轨上的 如图所示, 导体棒ab质量为m 长为l ab质量为 导体棒ab质量为m,长为l,两导轨所在 平面与水平面成30 30° 平面与水平面成30°角,导体棒与导轨 垂直,空间有竖直向上的匀强磁场, 垂直,空间有竖直向上的匀强磁场,磁 感应强度为B 感应强度为B,若在导体中通以由 b 端的电流, 端至 a 端的电流,且电流为 3mg , 时 导体棒可维持静止状态。 导体棒可维持静止状态。 3BL
即: B= F =
IL
F 理解磁感应强度: 理解磁感应强度: = IL B= ●意义:描述磁场的强弱 意义: 决定因素:由磁场决定, ●决定因素:由磁场决定,与F、I、L无关 、 、 无关 是矢量:就是磁场的方向( 的方向不同) ●是矢量:就是磁场的方向(与F的方向不同) 的方向不同 单位:特斯拉( ), ),1T ●单位:特斯拉(T), = 1N / A·m 匀强磁场: 匀强磁场:磁场区域中各点的 B 都相同 安培力: F=BIL 安培力: = 只适用于匀强磁场,且导体(电流) 只适用于匀强磁场,且导体(电流)垂直磁场 当导体与磁场成θ角时: = 当导体与磁场成 角时: F=BILsinθ 角时 它适用于导体(电流) 它适用于导体(电流)在磁场中任意放置的情形
知识小结
1、磁感应强度: 、磁感应强度:
F 定义式: = ●定义式: B= IL 意义: ●意义:是描述磁场的强弱和方向的物理量
2、安培力: 、安培力:
●大小: F=BILsinθ 大小: F= ●方向: 用左手定则判断 方向:
3、磁通量: 、磁通量: 定义式: ●定义式: φ=BS
●意义:表示穿过这个面的磁感线的总条数 意义:
安培力的实验
磁场对电流的作用力叫安培力
当通电导体与磁场方向平行时( 当通电导体与磁场方向平行时(即电流与磁场 平行), ),导体不受安培力的作用 平行),导体不受安培力的作用 当通电导体与磁场方向垂直时所受安培力最大
探究安培力的方向
实验表明: 实验表明:
安培力的方向、磁场的方向、电流的方向, 安培力的方向、磁场的方向、电流的方向,三 者之间遵从左手定则
思维训练
1T的匀强 1、如图所示, 在磁感应强度为1T的匀强 如图所示, 在磁感应强度为1T 磁场中, 有两根相同的弹簧, 磁场中, 有两根相同的弹簧, 下面挂一条 质量为0.1kg的金属棒MN, 0.1kg的金属棒 长0.5m, 质量为0.1kg的金属棒MN, 此时 弹簧伸长10cm, 弹簧伸长10cm, 欲使弹簧不伸长则棒上 应通过的电流的大小和方向如何? 应通过的电流的大小和方向如何?
如图所示, 4、 如图所示,载有恒定电流的闭合弹簧线圈环套在 条形磁铁的中心位置, 条形磁铁的中心位置,则 A.环受沿半径向外的安培力 环受沿半径向外的安培力, A.环受沿半径向外的安培力, 磁铁的 磁场穿过环内的磁通量有增大倾向 B. 环受沿半径向外的安培力, 磁铁的 环受沿半径向外的安培力, 磁场穿过环内的磁通量有减小倾向 环受沿半径向内的安培力, C. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的 磁通量有增大倾向 环受沿半径向内的安培力, D. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的 磁通量有减小倾向
磁通量
定义:在匀强磁场中垂直磁场放置一个平面, 定义:在匀强磁场中垂直磁场放置一个平面, 其磁感应强度B与这个面的面积S 其磁感应强度B与这个面的面积S的乘积叫做穿过这 个面的磁通量。 表示。 个面的磁通量。用 Φ 表示。
即:φ=BS
●意义:表示穿过这个面的磁感线的总条数 意义: ●是标量:但有正负 是标量: ),1 ●单位:韦伯(Wb), Wb = 1T·m 单位:韦伯( ), 公式只适用于匀强磁场, 公式只适用于匀强磁场,且平面垂直磁场的情形
动手练
试用左手定则判断安培力的方向
× × × × × × × × × × × ×
I
B
× ×
I ×B
×
I2
N
I
S S
I1
探究安培力的大小实验表明来自 实验表明:一段通电导体垂直磁场放置时, 一段通电导体垂直磁场放置时,其所受安培力 F既与导体的长度 成正比,又与导体中的电流 成 既与导体的长度L成正比 既与导体的长度 成正比,又与导体中的电流I成 正比: 正比:即 F∝IL ∝ F 而且: 而且:比值 是一个常量 IL 定义:通电导体垂直磁场放置时, 定义:通电导体垂直磁场放置时,其所受安培 力F跟电流 I 及导体的长度 L 的乘积 IL 的比值叫做 跟电流 磁感应强度。 表示。 磁感应强度。用 B 表示。
3、匀强磁场的磁感应强度为B,矩形线框abcd, 匀强磁场的磁感应强度为B 矩形线框abcd, abcd 通有逆时针方向电流I 如图所示, ab=L1,ad=L2,通有逆时针方向电流I,如图所示, 若它能绕cd边转动: cd边转动 当线框平行磁感线时, 若它能绕cd边转动:(1)当线框平行磁感线时,各 边受到的磁场力为多大?穿过线框的磁通量为多大? 边受到的磁场力为多大?穿过线框的磁通量为多大? (2)当当线框垂直磁感线时,各边受到的磁场力为 当当线框垂直磁感线时, 多大?穿过线框的磁通量为多大? 多大?穿过线框的磁通量为多大? 2)当当线框与磁 感线成角θ 各边受到的磁场力为多大? 感线成角θ时,各边受到的磁场力为多大?穿过线框 的磁通量为多大? 的磁通量为多大?
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