高中物理 3.4磁场对通电导线的作用2课件 新人教版选修3-1.ppt

磁场对通电导线的作用磁场对通电导线的作用2一、磁电式电流表一、磁电式电流表1. 1. 磁电式电流表的构造磁电式电流表的构造: : 刻度盘、指针、刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）蹄形磁铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）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铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动[问题问题] 该磁场该磁场是否匀强磁场是否匀强磁场？？ 该磁场该磁场并非匀强磁场并非匀强磁场.[问题问题] 该磁场的该磁场的特点特点？？ 在以铁芯为中心的圆圈在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度上，各点的磁感应强度B的的大大小是相等小是相等的的.[问题问题] 电流表中磁场分布有何特点呢？电流表中磁场分布有何特点呢？电流表中磁铁与铁芯间是电流表中磁铁与铁芯间是均匀辐向分布均匀辐向分布的的.所谓所谓均匀辐向分布均匀辐向分布，就是说所有磁感线的，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度.2. 2. 电流表的工作原理电流表的工作原理(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线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。

线圈停止转动(2) 磁场对电流的作用力与电流成正比，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，可以知道被而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱，测电流的强弱，(2) 磁场对电流的作用力与电流成正比，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，可以知道被而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱，测电流的强弱，表盘的刻度均匀表盘的刻度均匀(2) 磁场对电流的作用力与电流成正比，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，可以知道被而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱，测电流的强弱，表盘的刻度均匀表盘的刻度均匀。

3) 当线圈中的电流方向发生变化时，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以知道被测电流的方向二、对公式二、对公式F=ILBsin 的理解与应用的理解与应用1. 如图，导线如图，导线abc为垂直折线，其中电为垂直折线，其中电流为流为I，，ab=bc=L，导线拓在的平面与匀强磁，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场垂直，匀强磁场的磁感应强度为B，求导，求导线线abc所受安培力的大小和方向所受安培力的大小和方向abcBacbI2. 如图所示，直角三角形如图所示，直角三角形abc组成的导线组成的导线框内通有电流框内通有电流I＝＝1A，并处在方向竖直向下的，并处在方向竖直向下的匀强磁场匀强磁场B＝＝2T中，中，AC=40cm，，∠∠ =30 ，，求三角形框架各边所受的安培力求三角形框架各边所受的安培力8. 如图所示，将通电导线圆环平行于纸如图所示，将通电导线圆环平行于纸面缓慢地坚直向下放入水平方向垂直纸面各面缓慢地坚直向下放入水平方向垂直纸面各里的匀强磁场中里的匀强磁场中,则在通电圆环完全进入磁场则在通电圆环完全进入磁场的过程中的过程中,所受的安培力大小变化是所受的安培力大小变化是( ) A. 逐渐变大逐渐变大B. 先变大后变小先变大后变小C. 逐渐变小逐渐变小D. 先变小后变大先变小后变大BI3. 如图，如图，MN是一条水平放置的固定长直是一条水平放置的固定长直导线，导线中通有大小不一为导线，导线中通有大小不一为I1，方向如图所，方向如图所示的电流。

示的电流P是一个通有电流是一个通有电流I2的，与的，与MN共面共面的金属圆环，圆环的金属圆环，圆环P在磁场作用下将在磁场作用下将( )A. 沿纸面向上运动沿纸面向上运动B. 沿纸面向下运动沿纸面向下运动C. 上半部垂直纸面向外，上半部垂直纸面向外，下半部垂直纸面向里转动下半部垂直纸面向里转动D. 上半部垂直纸面向里，上半部垂直纸面向里，下半部垂直纸面向外转动下半部垂直纸面向外转动MI1PI2N7. 把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面接触，起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面接触，并使它组成如图所示的电波，当开关接通后，并使它组成如图所示的电波，当开关接通后，将看到的现象是将看到的现象是( )A. 弹簧向上收缩弹簧向上收缩B. 弹簧被拉长弹簧被拉长C. 弹簧上下振动弹簧上下振动D. 弹簧仍静止不动弹簧仍静止不动S例６•Ab质量为m置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因素为μ，有电流时ab恰好静止在导轨上，如图所示，它的四个侧视图中标出的可能匀强场方向，其中杆与导轨之间的摩擦力可能为０的图是（　　　）θ θa ab bＡＡB BＣＣD DABC10. 如图所示，在倾如图所示，在倾角为角为 的光滑斜面上，垂的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为直纸面水平放置一根长为L、质量为、质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止在斜面上，外加磁场，面向里，欲使导线静止在斜面上，外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是磁感应强度的大小和方向可以是( )A. B=mgsin /IL，方向垂直斜面向下，方向垂直斜面向下B. B=mgtan /IL，方向竖直向下，方向竖直向下C. B=mg/IL，方向水平向左，方向水平向左D. B=mgcos /IL，方向水平向左，方向水平向左 I例７•两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（　）A.顺时针方向转动，同时靠近abB.逆时针方向转动，同时离开abC.顺时针方向转动，同时离开abD.逆时针方向转动，同时靠近ababcdDD例８NS导线将如何运动？导线将如何运动？导线将如何运动？导线将如何运动？。