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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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