2015-2016高中物理 3.4安培力的应用学案 粤教版选修3-1
8页1、第四节安培力的应用1知道磁电式电流表的基本构造以及运用它测量电流的大小和方向的基本原理2知道直流电动机的基本构造以及它的基本工作原理3知道直流电动机和电流表的内部磁场的分布特点4能准确判定线圈各边所受磁场力的方向1电磁炮利用安培力推动通电导体平动的,直流电动机利用安培力使通电线圈转动的2直流电动机的优点:通过改变输入电压很容易调节它的转速3电流表是测量电流的电学仪器,实验时经常使用的电流表是磁电式电流表判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向,一般采用下列几种方法:(1)电流元分析法把长直电流等分为无数小段直线电流元,先用左手定则判断出一小段电流元受到的安培力方向,再判断整段电流所受的安培力合力的方向,从而确定导线的运动方向(2)特殊位置分析法先分析通电导线上的某个特殊位置,判断其安培力方向,从而确定运动方向(3)等效分析法常把条形磁铁等效为环形电流,也可把环形电流等效为小磁针,以及把通电螺线管等效成多个环形电流或条形磁铁(4)结论分析法两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥;两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势(5)转换研究对象法:因为电流之
2、间,电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律,这样,定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题,可先分析电流在磁体的磁场中所受到的安培力,然后由牛顿第三定律,再确定磁体所受电流作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向两条导线相互垂直如图所示,但相隔一段小距离,其中一条AB是固定的,另一条CD能自由活动,当直流电流按图所示方向通入两条导线时,导线CD将(从纸外向纸内看)()A顺时针方向转动,同时靠近导线ABB逆时针方向转动,同时离开导线ABC顺时针方向转动,同时离开导线ABD逆时针方向转动,同时靠近导线AB解析:本题可用下面两种方法解答(1)电流元受力分析法:把直线电流CD等效为CO、DO两段电流元,AB电流的磁感线分布如图所示,用左手定则判定可知导线CD将逆时针转动(2)特殊值分析法:将导线CD转过90的特殊位置,两直线电流相互平行,方向相同相互吸引,可见CD将靠近AB,所以导线CD逆时针方向转动,同时要靠近导线AB.因此正确答案是D.答案:D练习如图所示的弹性线圈AB,当给它通电时下面判断正确的是(D)A当电流从A向B通过时线圈长度增加,当电流反向时线圈长度减小B当电流从B向A通过时线圈
3、长度增加,当电流反向时线圈长度减小C不管电流方向如何,线圈长度都不变D不管电流方向如何,线圈长度都减小解析:本题可用下面两种方法解答(1)等效分析法:通电弹性线圈由许多环形电流组成,把环形电流等效成条形磁铁,当电流从A向B通过线圈时条形磁铁的极性如图所示,各条形磁铁相互吸引,即各线环相互吸引,可见线圈的长度变短,当电流从B向A通过线圈时条形磁铁的极性与图所示的相反,各条形磁铁相互吸引,即各线环相互吸引,线圈的长度仍然变短,所以D正确(2)推论分析法:把环形电流看成无数小段的直线电流组成,当电流从A向B通过线圈时各线环的电流方向如图所示,各电流平行且同向,相互吸引,线圈长度变短,当电流从B向A通过线圈时各线环的电流方向与图所示方向相反,但各电流仍平行且同向,相互吸引,线圈长度仍变短,故D正确一、单项选择题1如图所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同,其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线电流方向垂直纸面向内每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法中正确的是(B)A导线a所受合力方向水
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