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通电导线在磁场中受力情况(公开课)

同向电流
反向电流
F
F
FF
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: F BIL
(2)平行时: F 0
B
θ
问题:如果既不平行也不垂直呢?
I
三、安培力的大小
B
通电直导线与磁场方向不垂直的情况
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?
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。
思考与讨论 F=BIL中的L为有效长度
把磁感应强度B分解为两个分量:
B1
B2
θ
一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ
另一分量与导线平行 B2=Bcosθ
I
平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力, 通电导线所受作用力仅由B1决定
即F=ILB1 将B1=Bsinθ代入得 F=ILBsinθ
0o
F 0
90O F IBL
三、安培力的大小
中,受到的安培力大小可能是(BCD)
A、0.4N
B、0.2N
C、0.1N
D、0
4、试画出下列各图中安培力的方向:
×F
F
F
F
课堂练习
5、试画出下列各图中通电导体棒ab所 受安培力的方向:
课堂练习
6、在垂直纸面向里的匀强磁场B中,有一 个垂直磁感线的环形线圈,通有顺时针电流
I,如图所示,则下列叙述中正确的是 AD
a
I
b
GGLX 巩固练习
将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一 匀强磁场中,电流与磁场的方向如图所示,已知磁感 应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大 小和方向
B I
B I
BI
30°
0
0.02N
水平向右
0.02N 垂直导线, 斜向左上方
例题
自由
˙ ˙˙
F
˙˙ ˙ 固定
×
×
×
F
A、电荷处在电场强度为零的地方,受到 的电场力一定为零 B、一小段通电导线放在磁感应强度为零 的地方,受到的安培力一定为零 C、一小段通电导线在某处不受磁场力的 作用,则该处磁感应强度为零 D、电荷在某处不受电场力的作用,则该 处电场为零
课堂练习
3、一根长为0.2 m的电流为2 A的通电
导线,放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场
第3章 第4节 通电导线在磁场中受到的力
一、知识回顾
如何描述磁场强弱?
B F (B I) IL
安培力(Ampere force)的方向
1、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?
课堂练习
2、下列说法中正确的是(ABD )
A、电荷处在电场强度为零的地方,受到 的电场力一定为零 B、一小段通电导线放在磁感应强度为零 的地方,受到的安培力一定为零 C、一小段通电导线在某处不受磁场力的 作用,则该处磁感应强度为零 D、电荷在某处不受电场力的作用,则该 处电场为零
课堂练习
2、下列说法中正确的是(ABD )
×
×
×
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
1两条导线互相垂直,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.ຫໍສະໝຸດ 时针方向转动,同时靠近aba
B.逆时针方向转动,同时离开ab
c
d
C.顺时针方向转动,同时离开ab
b
D.逆时针方向转动,同时靠近ab
实验表明:通电导体在磁场中受力方向与 电流方向和磁场方向有关。
实验结果分析 试画出下述两实验结果的正视图:
B
FI
B
IF
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 F 磁场方向垂直,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
再次提醒:一定要使用左手!
二、安培力方向的判断
I
F FI
B
B
I
F FI
B
B
二、安培力方向的判断
B B
B
I
I
F
B
I
B
FI
α
α
B
F
B
F
BI
I
I
30 F
°
α
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。
A、环形线圈所受的磁力的合力为零 B、环形线圈所受的磁力的合力不为零 C、环形线圈有收缩的趋势 D、环形线圈有扩张的趋势
课堂练习
7、在赤道上空,水平放置一根通 以由西向东的电流的直导线,则此 导线 ( A )
A、受到竖直向上的安培力 B、受到竖直向下的安培力 C、受到由南向北的安培力 D、受到由西向东的安培力
试指出下述各图中的安培力的大小。
L
L
L
F=BIL
例题:如图所示,在匀强磁场中用两根柔软的细线将
金属棒ab悬挂在水平位置上,金属棒中通入由a到b
的稳定电流I,这时两根细线被拉紧,现要想使两根
细线对金属棒拉力变为零,可采用哪些方法:
(
AC )
(A)适当增大电流I (B)将电流反向并适当改变大小 (C)适当增大磁场 (D)将磁场反向并适当改变大小
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