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物理选修鲁科版磁场中的通电导线PPT课件


磁感应强度的定义式:B=FIl 注意:B 与 F、I、l 无关,只由磁场本身的性质决定.
电流间的相互作用:同向电流相互 吸引、异向电流相互排斥 . 二、会动的线圈 处在磁场中的线圈通电后,受到磁场力 的作用,从而发生转动. 如图 3-1-2 所示,当线圈平面和磁场方向平行时,线圈的 ab 边受 到的磁场力为 F1,线圈的 cd 边受到的磁场力为 F2,线圈在磁场 力作用下发生 转动 .
图3-1-4
特别提醒 (1)公式 F=ILBsin θ 中 θ 是 B 和 I 方向的夹角,不 能盲目应用题目中所给的夹角,要根据具体情况进行分析. (2)公式 F=IBLsin θ 中的 Lsin θ 也可以理解为垂直于磁场方向 的“有效长度”. (3)用公式计算安培力仅适用于电流处于匀强磁场中.
图3-1-2
三、揭开电动机旋转的奥秘 原理:电动机就是利用安培力来工作的. 结构:电动机的主要构成有两部分:转子和 定子. 分类:电动机分直流电动机和交流电动机两类。大功率的电
动机一般是交流电动机. 应用:电动机广泛应用于生产和生活中.在家用电器中,录
音机、电冰箱、电脑、抽油烟机、洗衣机、电风扇等等,都要 用到电动机.
一、安培力大小的计算 电流与磁场垂直
(1)公式 F=ILB 中 L 指的是“有效长度”.当 B 与 I 垂直时, F 最大,F=ILB. (2)弯曲导线的有效长度 L,等于连接两端点直线的长度(如图 3-1-3 所示);相应的电流沿 L 由始端流向末端.
图3-1-3
电流与磁场不垂直 (1)若磁场和电流成 θ 角,如图 3-1-4 所示. 可以将磁感应强度 B 正交分解成 B⊥=Bsin θ 和 B∥=Bcos θ, 而 B∥对电流是没有作用的. F=ILB⊥=ILBsin θ,即 F=ILBsin θ. (2)当 θ=0°时,F=0,此时表明通电导线与磁场平行,导线不 受安培力.
图3-1-1
定义:.通电导线在磁场受到的力. 安培力的大小 当通电导线垂直磁场方向放置时,所受安培力的大小为 F=BIl . 安培力的方向 (1)判定方法:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且 都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过 手心,并使伸开的四指指向电流 的方向;那么,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. (2)安培力方向的特点:F⊥B,F⊥I,即 F 垂直 于 B 和 I 决定 的平面.(注意:B 和 I 可以有任意夹角)
磁感应强度 B 与电场强度 E 对比如下表:
磁感应强度 B
电场强度 E
物理
描述磁场的
描述电场的
不 意义
强弱及方向
强弱及方向
同 定义式

单位
B=IFL 1 T=1AN·m
E=Fq 1 V/m=1 N/C
都场自身决定,与所受力大小无关
三、通电导线在安培力作用下的运动分析 判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向的几种方
第1节 磁场中的通电导线
1.会计算通电导体在磁场中所受安培力的大小. 2.学会用左手定则判断安培力的方向. 3.了解电动机的构造及工作原理. 4.熟练掌握磁感应强度的定义及其物理意义.
一、会动的导线 实验:如图 3-1-1 所示,把一根直导线放在一个蹄形磁铁里,
使导线跟磁场方向垂直,当给导线通电时: (1)现象:通电导线朝一个方向摆动 . (2)结论:磁场对通电导线有 力 的作用. (3)研究方法:控制变量法.
法 (1)电流元分析法:把整段电流分成很多小段直线电流,其中每 一小段就是一个电流元.先用左手定则判断出每小段电流元受 到的安培力的方向,再判断整段电流所受安培力的方向,从而 确定导线的运动方向.
(2)特殊位置分析法:根据通电导线在特殊位置所受安培力的方 向,判断其运动方向,然后推广到一般位置. (3)等效分析法:环形电流可等效为小磁针,通电螺线管可等效 为条形磁铁,其南、北极由安培定则判定.
解析 磁感应强度 B=IFL只是一个量度式,而不是一个决定式, 磁感应强度 B 是由磁场本身决定的,与有无导体放入其中无关.另 外,当导线平行于磁场方向放入时,通电导体所受到的安培力为 零,而此处的 B≠0,C 项忽略了这一点,因而是错误的. 答案 D 借题发挥 磁感应强度是矢量,它的方向是小磁针静止时 N 极所 指的方向,而不是安培力的方向,磁感应强度是由磁场本身的性 质来决定的,与是否在磁场中放入通电直导线以及电流大小、导 线长度、安培力的大小无关.在磁场中某一点的磁感应强度的大 小和方向是唯一的.
分析通电导线在安培力作用下运动情况的一般步骤 (1)画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况; (2)用左手定则确定各段通电导线所受安培力; (3)据初速度方向结合牛顿运动定律确定导线的运动情况.
特别提醒 (1)在 F、I、B 三个物理量中,F 与 I、F 与 B 一定 垂直,但 B 与 I 不一定垂直. (2)判断通电线圈在磁场中的转动情况,应找准具有对称关系的 特殊位置的电流元.
二、对磁感应强度的理解 与电场强度一样,磁感应强度是描述磁场力的性质的物理
量.磁感应强度 B 的国际单位是特斯拉,符号是 T,1 T=1 N/(A·m). 磁感应强度 B 是矢量,其方向就是该处的磁场方向.
磁感应强度的理解:磁感应强度的定义式 B=IFL只 有在通电导线和磁场方向垂直时才有意义.磁感应强度由磁场 本身决定,不能认为 B 与 F 成正比,与 IL 成反比.
磁感应强度的理解
【典例 1】 关于磁感应强度,下列说法中正确的是( ). A.由 B=IFL可知,B 与 F 成正比、与 IL 成反比 B.通电导线放在磁场中的某点,那点就有磁感应强度,如果 将通电导线拿走,那点的磁感应强度就为零 C.通电导线所受安培力不为零的地方一定存在磁场,通电导 线不受安培力的地方一定不存在磁场 D.磁场中某一点的磁感应强度由磁场本身决定,其大小和方 向是唯一确定的,与通电导线无关
【变式 1】 有关磁感应强度的下列说法中,正确的是( ). A.磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量 B.若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用下,则该点 的磁感应强度一定为零 C.若有一小段长为 L,通以电流为 I 的导体,在磁场中某处受 到的磁场力为 F,则该处磁感应强度的大小一定是IFL D.由定义式 B=IFL可知,电流 I 越大,导线 L 越长,某点的 磁感应强度就越小 答案 A
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