物理3-1磁场章节要点.ppt

* * * * * * * * * * * 第三章《磁场》 §3-4 磁场对通电 导线的作用力 演示实验表明： 安培力的方向与电流方向、磁场方向有关。 通电导线在磁场中受到的力称为安培力 一、安培力的方向 F、B、I方向关系 B I F 示意图 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 B I F 示意图 I B F 判定以下通电导线所受安培力的方向 30° F F I I B B B θ I F I B α α B B I F α 注意：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。 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: F F F 同向电流 F 反向电流 应用：如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会( ) A.纵向收缩,径向膨胀 B.纵向伸长,径向膨胀 C.纵向伸长,径向收缩 D.纵向收缩,径向收缩 纵向 A （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： F=ILB （2）平行时：F＝0 B θ I I B 把磁感应强度B分解为两个分量： 一个分量与导线垂直 B⊥ =Bsinθ 另一分量与导线平行 B∥ =Bcosθ 平行于导线的分量B∥不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B⊥决定 即F=ILB⊥ F=ILBsinθ θ 二、安培力的大小 将B⊥ =Bsinθ代入得 通电直导线与磁场方向不垂直的情况 B⊥ B∥ 公式： F=ILBsinθ θ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 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 B a c b I 如图所示，直角三角形abc组成的导线框内通有电流I＝1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中，AC=40cm， ，求三角形框架各边所受的安培力。 三、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？ ［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。（所以电流表有正负极） 表盘的刻度均匀，θ∝I 小结 一、安培力的方向：左手定则 二、安培力的大小：F=ILBsinθ 三、磁电式电流表 关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法正确的是( ) A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用 B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直 C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流方向垂直 D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂于由B和I所确定的平面 BCD 磁场中某处的磁感线如图所示( ) A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,BaBb B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,BaBb C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处大 D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处小 a b B 如