物理选修3—1第三章 第四节 通电导体在磁场中受力 课件.pptVIP

［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. 该磁场并非匀强磁场， 但在以铁芯为中心的 圆圈上，各点的磁感 应强度B的大小是相 等的. 练习2：两条导线互相垂直，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.顺时针方向转动，同时靠近ab B.逆时针方向转动，同时离开ab C.顺时针方向转动，同时离开ab D.逆时针方向转动，同时靠近ab 作业 问题与练习：1,2,3题 * * 第四节 通电导线在磁场中受到的力 第三章 磁场 通电导线在磁场中受的力称为安培力 改变 改变 不变 交换磁极位置 改变电流方向 受力方向 受力方向 同时改变电流和磁场方向 受力方向 一.安培力的方向 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个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的向，这时拇指所指的就是通电导线在磁场中所受安培 力的方向。 实验和理论分析都表明：安培力的方向既跟磁场方向垂直也跟电流方向垂直。 F I B F I B 30° F F I I B B 安培力方向的判断 【例1】画出图中安培力的方向。 × 注:安培力的方向既与导线垂直,又与磁感应强度垂直。 课堂练习 【例2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。 同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。 【例3】平行电流间的相互作用 二.安培力的大小 1.当电流与磁场方向垂直时: F = BIL (B⊥L) B I F 2.当电流方向与磁场方向平行时: F = 0 3.当电流与磁场方向夹θ角时: F = BILsinθ (θ为B与L的夹角) B1 B2 B B F B⊥ B∥ I 三. 磁电式电表 基本结构：磁铁和放在磁铁两磁极之间的线圈 磁电式电流表结构 1、磁电式电流表的构造： 最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈。 铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。 刻度盘、指针、磁铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。 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么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其 大小 随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。 （2）磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。 （3）当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。 3、磁电式电流表的特点 （1）表盘的刻度均匀，θ∝I。 （2）灵敏度高，但过载能力差，容易烧坏。 【例4】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） B G FN F B E r R a 30° b 4.5Ω 练习1 ：如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，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 b c d D 练习3：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 * *