3.4磁场对通电导线的作用(课堂实用).ppt
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1、新课标高中物理选修31,3.4 磁场对通电导线的作用力,1,第三章 磁场,演示:按照右图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向,观察受力方向是否改变。,通电导线在磁场中受到的力称为安培力,一、安培力的方向,2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向,观察受力方向是否变化,F、B、I方向关系,示意图,安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直,即垂直于电流和磁场所在的平面,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,遵循左手定则,示意图,判定以下通电导线所受安培力的方向
2、,30,I,I,I,B,B,B,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,用学过的知识加以判断,同向电流相互吸引。,反向电流相互排斥。,结论:,同向电流,反向电流,(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。,问题:如果既不平行也不垂直呢?,二、安培力的大小,即: F=ILB,(2)平行时:F0,把磁感应强度B分解为两个分量:,一个分量与导线垂直 B1=Bsin,另一分量与导线平行 B2=Bcos,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,F=
3、ILBsin,二、安培力的大小,将B1=Bsin代入得,通电直导线与磁场方向不垂直的情况,公式: F=ILBsin, 表示磁场方向与电流方向间的夹角,二、安培力的大小,对公式的理解:,不仅与B、I、L有关,还与放置方式有关,L是有效长度,不一定是导线实际长度,只适用匀强磁场,1.I与B不垂直,分解B或把L朝垂直B方向投影,2.导线不是直线,找导线的有效长度 (首尾连接的直线),3.只有一部分导体在磁场中或者只有一部分通电,问题:若B与I不垂直时,F安与B和I方向关系可以概括为那句话?这时左手定则对磁感应线有何要求?,例1、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,
4、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( ),A静止不动 B向纸外平动 CN极向纸外,S极向纸内转动 DN极向纸内,S极向纸外转动,C,例2、如图所示,蹄形磁铁固定,通电直导线AB可自由运动,当导线中通以图示方向的电流时,俯视导体,导体AB将(AB的重力不计) A、逆时针转动,同时向下运动 B、顺时针转动,同时向下运动 C、顺时针转动,同时向上运动 D、逆时针转动,同时向上运动,I,F,F,N,S,F,A、逆时针转动,同时向下运动,向外,向里,例5、在图中,匀强磁场磁感应强度为B,有一段长L,通有电流为I的直导线ab,电流方向从a到b,则导线所受磁场力大小和方向如何?并将立体图改
5、画为平面图,a,b,三、磁电式电流表,1、磁电式电流表的构造:刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴(软铁制成) 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯(软铁制成)。,铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。,.,问题电流表中磁场分布有何特点呢? 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的. 所谓均匀辐向分布,就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心,不管线圈处于什么位置,线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度.,在以铁芯为中心的圆圈上, 各点的磁感应强度B的大小是相等的.,该磁场并非匀强磁场,问题该磁场是否匀强磁场?,问题该磁场的特点?,2、电流表的工作原理,1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的,不管通电线圈转到什
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