磁场对通电导线的作用力.
44页1、4 磁场对通电导线的作用力,演示:按照右图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向,观察受力方向是否改变。,通电导线在磁场中受到的力称为安培力,一、安培力的方向,2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向,观察受力方向是否变化,F、B、I方向关系,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,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平面内;让磁感应线从掌心进入,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,遵循左手定则,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,判定以下通电导线所受安培力的方向,30,I,I,I,B,B,B,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,用学过的知识加以判断,同向电流相互吸引。,反向电流相互排斥。,结论:,同向电流,反向电流,(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?,二、安培力的大小,即垂直时:
2、 F=ILB,(2)平行时:F0,把磁感应强度B分解为两个分量:,一个分量与导线垂直 B1=Bsin,另一分量与导线平行 B2=Bcos,平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力,通电导线所受作用力仅由B1决定,即F=ILB1,F=ILBsin,二、安培力的大小,将B1=Bsin代入得,通电直导线与磁场方向不垂直的情况,公式: F=ILBsin,表示磁场方向与电流方向间的夹角,在中学阶段,此公式仅适用于匀强磁场,二、安培力的大小,问题:若B与I不垂直时,F安与B和I方向关系可以概括为那句话?这时左手定则对磁感应线有何要求?,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)。,铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。,.,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.,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.,该磁场并非匀强磁场,问题该磁场是否匀强磁场?
3、,问题该磁场的特点?,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。,表盘的刻度均匀,I,关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系,下列说法正确的是 ( ) AF、B、I三者必须保持相互垂直 BF必须垂直B、I,但B、I可以不相互垂直 CB必须垂直F、I,但F、I可以不相互垂直 DI必须垂直F、B,但F、B可以不相互垂直,解析:选B.安培力F总
4、是与磁感应强度B和电流I决定的平面垂直,但B与I(即导线)可以垂直,也可以不垂直如果通电导线受安培力时,力F与磁场及力F与导线都是垂直的,故A、C、D均错,B正确,画出图中通电导线棒所受安培力的方向。,由左手定则作答。,【注意】安培力的方向永远与导线垂直。,0,0.02N 水平向右,0.02N 垂直导线 斜向左上方,将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图所示,已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向,I,B,I,B,30,I,B,如图所示,直角三角形abc组成的导线框内通有电流I1A,并处在方向竖直向下的匀强磁场B2T中,AC=40cm, ,求三角形框架各边所受的安培力。,将长为1 m的导线ac,从中点b折成如图所示形状,放入B0.08 T的匀强磁场中,abc平面与磁场垂直,若在导线abc中通入25 A的直流电,则整根导线所受安培力大小为多少?,弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度(如图所示);相应的电流沿L由始端流向末端,如图所示,在磁感应强度为1T的匀强磁场中,有两根相同的弹簧,下面挂一条长为0.5m,质量
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