第四节_磁场对电流的作用二课时.ppt

如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L、质量为m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，磁感应强度的大小和方向可以是( ) A.B=mgsinθ/IL，方向垂直斜面向下 B.B=mgtan/IL，方向竖直向下 C.B=mg/IL，方向水平向左 D.B=mgcosθ/IL，方向水平向左 θ I ABC 如图所示，用细线悬挂在匀强磁场中一段通电导线，悬线与竖直方向成30°角，若该导线通过的电流为0.2A，导线长度为0.1m。导线质量为0.02kg。求（1）导线受到的安培力为多大？（2）匀强磁场的磁感应强度？ B I θ m 例1、如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L＝0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m＝0.2kg的金属棒ab，电源电动势E＝12V，内阻r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计） B E r R a 30° b B G FN F （三）安培力的综合应用 解：MN 受力分析如图 3－4－14 所示，因 MN 静止，所以 有 mgsin θ＝BILcos θ ① 由闭合电路欧姆定律得 I＝ E R＋R1＋r ② 由①②并代入数据得 R1＝ BLE mgtan θ －R－r＝7 Ω. 特别提醒：(1)安培力作为一种性质力，在受力分析时要单独分析，不可与其他力混为一谈． (2)为方便对问题的分析和便于列方程．在受力分析时先将立体图画成平面图，即面成俯视图、剖面图或侧视图等． 即时应用(即时突破，小试牛刀) 1.质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的导轨上，如图3－4－7所示．已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，在图3－4－8中所加各种磁场中，导体棒均静止，则导体棒与导轨间摩擦力为零的可能情况是(　　) 图3－4－7 AB 2.质量为m＝0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d＝0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，磁感应强度B＝2 T 的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示．现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围为多少？ 根据第一幅受力图列式如下： F1－mgsinθ－Ff1＝0 FN1－mgcosθ＝0 Ff1＝μFN1 F1＝BImaxd 解上述方程得：Imax＝0.46 A 注：（1）静摩擦力的方向 有两种可能。 （2）临界状态点对应的是 最大静摩擦力。 根据第二幅受力图 F2＋Ff2－mgsinθ＝0 FN2－mgcosθ＝0 Ff2＝μFN2　F2＝BImind. 解上述方程得：Imin＝0.14 A. 【答案】　0.14 A≤Iab≤0.46 A　 3.水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势为６V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，要在金属棒所在位置施加一个垂直与ab的匀强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，求 （1）匀强磁场的大小和方向． （2）若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针转37°，此时ab仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩擦力为多大？ a b 4.电磁炮是一种理想兵器，它的主要原理如图所示，1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹速度大小约为2km/s）.若轨道宽为2m，长为100m,通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度应为多大？磁场力的最大功率为多少？（轨道摩擦不计） I I B 55T;1.1×107W E F 磁电式电流表 1、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。 . 蹄形磁铁 圆柱形铁芯 线圈 螺旋弹簧 指针 刻度盘 极靴 ［问题］电表中磁场分布有何特点呢？ 磁铁与铁芯之间的磁场是沿径向均匀辐射分布的. 这样的构造使得线框在转动过程中，无论什么位置，其平面始终与磁场平行，跟铁轴平行的两边始终与磁场垂直。 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. 非匀强磁场 ［问题］该磁场是否匀强磁场？ ［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，跟铁轴平行的两边都 要受到安培力，这两 个力大小相等方向相 反，但不在一条直线 上，会产生使线圈发 生转动力矩.