磁场对通电导线的作用.pptxVIP

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通电直导线

环形电流

通电螺线管

产生的磁场如何判断?

回顾:

N

S

1、电键接通电路

2、改变电流方向

复原再做一次

显示磁感线

隐藏磁感线

F

F

通电导体在磁场中受力作用演示

PARTONE

磁场对通电导线的作用力(一)

安培力(Ampereforce)

定义:磁场对电流的作用力称为安培力,是为了纪念安培而命名的。

01

02

安培力的方向

试画出下述两实验结果的正视图:

B

B

I

F

I

F

左手定则(left-handrule)

实验结论:安培力的方向既跟磁场方向垂直F⊥B,又跟电流方向垂直F⊥I,故安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面,即:F安⊥BI平面

01

02

03

04

伸开左手:

磁感线——垂直穿入手心

四指——指向电流的方向

大拇指——所受安培力的方向

思考与讨论

如图所示,当通电导线的电流垂直纸面向外,磁场竖直向上时,导线所受的安培力水平向左,现在若将电流方向和磁场的方向同时反向,则安培力的方向是不是也反向?

B

I

F

B

I

F

结论:当电流方向和磁场方向同时反向时,安培力方向不变。

课堂练习

F

I

I

F

F

例题1:确定图中电流,磁场,安培力三者中未知的方向。

(1)

(2)

(3)

课堂练习

F

×

F

F

I

(4)

(5)

(6)

例题1:确定图中电流,磁场,安培力三者中未知的方向。

课堂练习

B

I

B

I

I

B

(7)

(8)

(9)

F

垂直纸面向外

无安培力

例题1:确定图中电流,磁场,安培力三者中未知的方向。

课堂练习

B

I

I

B

F

F

(10)

(11)

例题1:确定图中电流,磁场,安培力三者中未知的方向。

B

I

θ

(12)

课堂练习

例题2:试画出下列各图中通电导体棒ab所受安培力的方向:

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

请使用刚学过的知识解释本实验结果。

同向电流相互吸引。

反向电流相互排斥。

结论:

F

F

F

同向电流

F

反向电流

安培力(Ampereforce)的大小

(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?

即:

(2)平行时:

B

θ

I

适用条件:1)匀强磁场2)导线与磁场垂直

F=ILBsinθ

如图所示,导线abc为垂直折线,其中电流为I,ab=bc=L,导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大小和方向.

b

a

c

2

3

4

1

课堂练习

L

F=BIL

F=BIL中的L为有效长度

L

L

L

思考与讨论

试指出下述各图中的安培力的大小。

一:安培力作用下的平衡问题

1.如图所示质量为m=50g的铜棒,长L=10cm,用长度均为L的两根软导线水平地悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1/3T,通电后,棒向纸外偏转的最大偏角θ=37°,此铜棒中电流的大小为多少?

B

θ

mg

T

F

θ

课堂练习

课堂练习

B

a

b

θ

2.如图所示,金属杆ab的质量为m,长为L,通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,结果ab静止在水平导轨上。若磁场方向与水平导轨成θ角,求:

(1)棒ab受到的摩擦力;

(2)棒对导轨的压力。

课堂练习

E=10V,内电阻r=1Ω.当电键K闭合时,MN处于平衡

MN的质量为1.0×10-2kg,电阻R=8Ω,匀强磁场

方向竖直向下,磁感应强度B=0.5T,电源电动势

状态,求变阻器R1的取值为多少?(设θ=450)

如图所示,两平行光滑导轨相距为20cm,金属棒

01

画出导线所在处的磁场方向

确定电流方向

根据左手定则确定受安培力的方向

根据受力情况判断运动情况

基本方法

02

1电流元法2特殊位置法3等效法4利用结论法

特殊方法:

通电导线的运动问题

例1如图3-20所示,两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd,分别通有方向如图的电流,若通电导线ab固定不不动,导线cd能自由运动,则它的运动情况是( ).

顺时针转动,同时靠近导线ab

顺时针转动,同时远离导线ab

逆时针转动,同时靠近导线ab

逆时针转动,同时远离导线ab

电流微元法

B

F方向•

F方向×

B

B

F

例2如图所示,有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方,导线可以自由移动,当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是时,有关直导线运动情况的说法中正确的是(从上往下看)()

A、顺时针方向转动,同时下降

B、顺时针方向转动,同时上升

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