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磁场中的通电导线


判定以下通电导线所受安培力的方向
F I B B B I
I
F
B
B
B I
F
I
α
α α
如图所示,水平放置的金属棒用悬线吊在匀强磁 如图所示, 场中,磁场方向垂直纸面向里。 场中,磁场方向垂直纸面向里。当金属棒通以从 左至右的电流时, 左至右的电流时,关于悬线对棒的拉力判断正确 的是( )。 的是( B )。 A.悬线对棒的拉力等于金属棒所受的重力 B.悬线对棒的拉力大于金属棒所受的重力 C.悬线对棒的拉力小于金属棒所受的重力 D.以上答案都有可能
研究表明
在匀强磁场中,当通电导线与磁场方向垂直时,安培 匀强磁场中 当通电导线与磁场方向垂直 垂直时 力的大小等于磁感应强度 电流和导线的长度的乘积。 磁感应强度、 力的大小等于磁感应强度、电流和导线的长度的乘积。
二、安培力的大小: 安培力的大小:
F = BIL
F B= IL
公式变形 公式变形 公式变形 公式变形 公式变形 公式变形 公式变形 公式变形 公式变形 公式变形 公式变形 公式变形 公式变形 公式变形 公式变形 公式变形
人们发现:当线圈转过与磁场方向垂直的位置后, 人们发现:当线圈转过与磁场方向垂直的位置后,如 改变电流方向就可以让线圈持续转动下去 就可以让线圈持续转动下去。 果改变电流方向就可以让线圈持续转动下去。而这种 换向器。 能够改变电流方向的装置就是换向器 能够改变电流方向的装置就是换向器。
直流电动机原理 动画演示
安培画像
实验结论: 实验结论:
两平行通电 直导线的相 互作用演示
实质:不是电荷间的相互作用 电荷间的相互作用, 实质:不是电荷间的相互作用,而是
问题:通电导线在磁场受安培力作用, 问题:通电导线在磁场受安培力作用,会朝
一个方向运动,如果把导线弯成矩形线圈, 一个方向运动,如果把导线弯成矩形线圈,放 入磁场后又会发生什么现象呢? 入磁场后又会发生什么现象呢? 动画演示
当电流方向与磁场方向 平行时,安培力F 平行时,安培力F=0。
此式从安培力的 角度给出了磁感 应强度的定义。 应强度的定义。 与电场度的定义 相同, 相同,均用比值 法。体现了磁场 对放入其中的电 流有力的作用, 流有力的作用, 这种能力与电流 的大小、 的大小、导线的 长度无关。 长度无关。
地球是一个大磁体,在赤道上的地磁场可 地球是一个大磁体, 以看成是一个匀强磁场,。 ,。如果赤道某处 以看成是一个匀强磁场,。如果赤道某处 的磁感应强度为0.5 的磁感应强度为0.5╳10-4T,在赤道上有 一根东西方向的直导线, 20m, 一根东西方向的直导线,长20m,载有流 向从东往西的电流30A 30A。 向从东往西的电流30A。地磁场对这根导 线的作用力多大?方向如何? 线的作用力多大?方向如何? 所受安培力
高中物理 选修1 选修1-1
第三章 打开电磁学的大门
3.1 磁场中的通电导线
东山二中 沈雄斌
从奥斯特发现电流磁效应,我们知道通电导线 从奥斯特发现电流磁效应,我们知道通电导线 周围会产生磁场。它会使周围小磁针发生偏转。 周围会产生磁场。它会使周围小磁针发生偏转。 如果把通电导线放入到磁场 中,导线会有什么样的反应 呢?
问题: 问题:通电导线在磁场中受到的作用力称安培
力,那么这个力的大小又与哪些因素有关呢? 那么这个力的大小又与哪些因素有关呢? 动画演示
通电导线所受安培力的大小与磁感应强度 通电导线所受安培力的大小与磁感应强度、电流 磁感应强度、 的大小以及磁场中垂直磁场方向导线的长度有关 以及磁场中垂直磁场方向导线的长度有关。 的大小以及磁场中垂直磁场方向导线的长度有关。
通电线圈在磁场中由于两边受到安 培力的方向不同,所以会发生转动。 培力的方向不同,所以会发生转动。
磁电式电流计。 磁电式电流计。第 一台磁电式电流计 是安培制作的。 是安培制作的。
问题:通电矩形线圈, 问题:通电矩形线圈,放入磁场后又会发生
转动,但不能持续朝一个方向连续不断的转。 转动,但不能持续朝一个方向连续不断的转。 要如何使线圈连续不断的旋转下去? 要如何使线圈连续不断的旋转下去?
F = BIL = 0.5 × 10 × 30 × 20 = 3.0 × 10 N
−4 −2
据左手定则, 据左手定则,可以判断导线受到的安培力的 方向垂直指向地面。 方向垂直指向地面。
问题:通电导线周围能产生磁场, 问题:通电导线周围能产生磁场,那么两条
平行的通电直导线之间会不会通过磁场发生相 互作用呢? 互作用呢?
安培力:通电导线在磁场中受到的力 安培力:
一、安培力的方向
1、保持电流方向 不变, 不变,改变磁场 方向, 方向,安培力的 方向怎样变化? 方向, 方向,安培力的 方向怎样变化? 方向怎样变化?
伸开左手, 伸开左手, 四指与拇 指在同一 平面内并 相互垂直 垂直, 相互垂直, 让磁感线 垂直穿过 垂直穿过 手心, 手心,四 指指向电 流的方向, 流的方向, 则拇指所 指的方向 就是安培 力的方向。 力的方向。
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