选修3-1第三章第四节 通电导线在磁场中受到力.pptVIP

选修3-1第三章第四节 通电导线在磁场中受到力.ppt

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选修3-1第三章第四节 通电导线在磁场中受到力

* * * * * 第三章 磁场 第4节  通电导线在磁场中受到的力 按照图示进行实验。 改变导线中电流的方向,观察受力方向是否改变。 一、安培力的方向 I B F F I B 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. 左手定则: F、B、I方向关系 B I F 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 B I 判定以下通电导线所受安培力的方向 I B I B F 判定以下通电导线所受安培力的方向 F I B F I B 30° F I B 判定以下通电导线所受安培力的方向 判定以下通电导线所受安培力的方向 α α B B I α F 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 同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。 (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:若既不平行也不垂直呢? 二、安培力的大小 即: F=ILB (2)平行时:F=0 B θ I 公式: F=ILBsinθ θ表示磁场方向与电流方向间的夹角, 此公式仅适用于匀强磁场. B θ I 思考感悟 通电导体如果是弯曲的,如何确定它的L呢? 提示:导体两端的连线即为L,称为有效长度. 二、对安培力大小计算公式的深刻理解 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;当B与I平行时,F=0. 2.弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直接的长度(如图3-4-3所示);相应的电流沿L由始端向末端. 图3-4-3 即时应用(即时突破,小试牛刀) 2.(2010年高考上海卷)如图3-4-5所示,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为(  ) 图3-4-5 A.0    B.0.5BIl C.BIl D.2BIl C B a c b I 例.如图所示直角三角形abc组成的导线框内通有电流I=1A,处在方向竖直向下的匀强磁场B=2T中, ac=40cm, ,求三角形框架各边所受的安培力。 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)。 最基本的是磁铁和线圈。 铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。 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)。 [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. 2、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 N S I F F N S F N S F (1)绳子拉力_______ (变大,变小,不变) (2)桌面对磁铁的支持力_______ (3)桌面对磁铁的摩擦力________(有,无). 变大 变小 无 N S F 桌面对磁铁的摩擦力 _______(有,无) 方向_______. 有 水平向右 课堂训练 F B 做一做 例、两条导线AB和CD互相垂直,AB固定,CD可自由活动,两者相隔一小段距离,当两条导线分别通以图示方向的电流时,垂直纸面向里看导线CD将(? ) A.顺时针方向转动,同时靠近AB B.逆时针方向转动,同时靠近AB C.顺时外方向转动, 同时远离AB D.逆时针方向转动, 同时远离AB B 例.通电直导线附近有一个小的通电闭合矩形线圈abcd,直导线AB和线框在同一平面内放置,若电流I2沿顺时针方向,则小线框的运动情况是 ( ) A.向右运动 B.静止不动 C.向左运动 D.发生转动, 同时向远离直 导线方向运动 C a b c d * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

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