当前位置:文档之家› 通电导线在磁场中的受力(2+1课时)

通电导线在磁场中的受力(2+1课时)


练习、 如图所示,用细线悬挂在匀强磁场中 一段通电导线,悬线与竖直方向成30°角, 若该导线通过的电流为0.2A,导线长度为 0.1m。导线质量为0.02kg。求(1)导线受到 的安培力为多大?(2)匀强磁场的磁感应强 度?
θ
I
m
B
3 、如图所示,在倾角为 30o 的斜面上,放置两条宽 L = 0.5m 的光滑平行导轨,将电源、滑动变阻器用导线连接 在导轨上,在导轨上横放一根质量为 m = 0.2kg 的金属棒 ab ,电源电动势 E = 12V ,内阻 r = 0.3Ω,磁场方向垂直 轨道所在平面,B=0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止, 滑动变阻器的使用电阻 R 应为多大?( g 取 10m/s2 ,其它 电阻不计)
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:
巩固练习
1、如图所示的四种情况,通电导体均置于匀强磁场 C 中,其中通电导线不受安培力的是( )
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 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:
如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,垂直纸面 水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线,电 流方向垂直纸面向里,欲使导线静止在斜面上, 外加磁场,磁感应强度的大小和方向可以是( BC ) A.B=mgsinθ/IL,方向垂直斜面向下 B.B=mgtan/IL,方向竖直向下 C.B=mg/IL,方向水平向左 D.B=mgcosθ/IL,方向水平向左
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、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
试分析:
两根平行反向通电导线受 到安培力的方向
4.根据受力情况判断运动情况
GGLX 巩固练习
如图所示,蹄形磁体用悬线悬于O点,在磁 铁的正下方有一水平放置的长直导线,当导线 中通以由左向右的电流时,蹄形磁铁的运动情 况将是( C ) A.静止不动
B.向纸外平动
C.N极向纸外,S极向纸内转动 D.N极向纸内,S极向纸外转动
例7 如图所示,在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈,线 圈与水平磁铁位于同一平面内,当线圈中电流沿图示方向 D 流动时,将会出现( ) A.线圈向磁铁平移 B.线圈远离磁铁平移 C.从上往下看,线圈顺时针转动,同时靠近磁铁 D.从上往下看,线圈逆时针转动,同时靠近磁铁
I
θ
例4:如图所示,在磁感应强度为1T的匀强磁 场中,有两根相同的弹簧,下面挂一条长为 0.5m,质量为0.1kg的金属棒MN,此时弹簧伸 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?
B M I N
例1:如图,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在 磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且 垂直于线圈平面。当线圈内通入如图所示的 电流后,判断线圈如何运动?
c a d
b
GGLX 巩固练习
磁场中某处的磁感线如图所示 (
B
)
A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<Bb C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处大 D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处小
b a
GGLX 巩固练习
如图所示,直角三角形abc组成的导线框内通有电流 I=1A,并处在方向竖直向下的匀强磁场B=2T中, AC=40cm,a 30o ,求三角形框架各边所受的安培力。
A.逐渐变大
B.先变大后变小
C.逐渐变小
I
B
D.先变小后变大
如图所示,一根有质量的金属棒MN,两端用 细软导线连接后悬于a、b两点,棒的中部处 于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒中通 有电流,方向从M流向N,些时悬线上有拉力, 为了使拉力等于零,可以( )C a b A.适当减小磁感应强度 B.使磁场反向 C.适当增大电流 D.使电流反向 M N
(A)适当增大电流I (B)将电流反向并适当改变大小 a I b
(C)适当增大磁场
(D)将磁场反向并适当改变大小
例3、质量为m=0.5kg的通电细杆ab置于倾角为 θ=370的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=1m, 杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,磁感应强 度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下, 如图,现调节滑动变阻器的触头,试求出为使 杆ab静止不动,通过ab杆的电流范围为多少?
I1
M
N
如图所示,通电直导线A与环形通电导线环B固 定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流 时,通电直导线受到水平向 右 的安培力作 用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方 向时,通电直导线A所受的安培力方向水平 向 右 . B A I I
把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它 的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成 如图所示的电波,当开关接通后,将看到的现象 是( C ) A.弹簧向上收缩
F F F
× F
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
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时:
F = ILB (B⊥L)
F B I
三、安培力的大小
GGLX 巩固练习
如图所示,向一根松弛的导体线圈中通以 电流,线圈将会 ( A ) A.纵向收缩,径向膨胀 B.纵向伸长,径向膨胀 C.纵向伸长,径向收缩 D.纵向收缩,径向收缩
纵向
判断通电导线在安培力作用下 的运动问题的基本方法
1.画出导线所在处的磁场方向
2.确定电流方向
3.根据左手定则确定受安培力的方向
试分析:
两根相互垂直彼此绝缘, 通电导线,其中CD固定不 动,判断AB棒的受力及运 动情况。
例题
自由
˙
˙
× F ×
˙
˙
×
˙
F
˙
×
固定
×
×
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
例7、如图两个同样的导线环同轴平行悬挂,相隔一小段 距离,当同时给两导线环通以同向电流时,两导线环将: ( ) A、吸引. B、排斥.C、保持静止. D、边吸引边转 动.
B a
30° b
FN R E r
B
F
课堂练习
【例3】水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面 有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab,电源电动势为 6V,内阻为0.5Ω,滑动变阻器调到2.5Ω时,要在 金属棒所在位置施加一个垂直与ab的匀强磁场,才 能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零,求 (1)匀强磁场的大小和方向. (2)若保持磁感应强度B的大小不变,方向顺时针转 37°,此时ab仍然静止,则轨道对ab的支持力和摩 b 擦力为多大?
(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: (2)平行时:
F BIL
F 0
B
θ
问题:如果既不平行也不垂直呢?
I
L1
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
4
磁场对通电导线的作用
磁场对电流的作用力称为磁场力(安培力)
一.安培力的方向:
条件: 通电直导线,
I垂直于B.
左手定则:伸开左手,使拇指与四指在同一平面内
并跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,四指指 向电流的向,这时拇指所指的就是通电导体所受 安培力的方向。
实验结果分析
试画出下述两实验结果的正视图:
(2)桌面对磁铁的支持 变小 力_______
(3)桌面对磁铁的摩擦 无 力________( 有,无).
三. 磁电式电表
【说明】
由于磁场对电流的作用力跟电流成正比,因而安培力的
力矩也跟电流成正比,而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角 度成正比,所水平桌面上,在其正 中央的上方固定一根直导线 MN,导线与磁场垂直, 给导线通以由N向M的电流,则( ) A. 磁铁对桌面压力减小,不受桌面的摩擦力作用 B. 磁铁对桌面的压力减小,受桌面的摩擦力作用 C. 磁铁对桌面的压力增大,受桌面的摩擦力作用 D. 磁铁对桌面的压力增大,不受桌面摩擦力作用
a
【例 4】如图所示,两平行光滑导轨相距 0.2m ,与
水平面夹角为450,金属棒MN的质量为0.1kg,处在
竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中,电源电动 势为6V,内阻为1Ω,为使MN处于静止状态,则电 阻R应为多少?(其他电阻不计)
【答案】R=0.2Ω
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
电流微元法 F
N S
F × I方向
N
等效法分析运动
F
F
• I方向
S
特殊位置法
例8.试分析如图所示的通电直导 F 线的受力和运动情况
I N S N F S
F
A
F′ N
F S N
F S
变大 (1)绳子拉力_______
相关主题