第2课时安培力磁电式仪表.ppt

第2课时　安培力　磁电式仪表 磁场对通电线圈的作用 磁电式仪表 一、 电流表的结构 电流表各部分的构造： （1）蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的． （2）铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针． 二、电流表的工作原理 1.线圈的导线处于蹄形磁铁和圆柱铁芯间均匀辐向分布的匀强磁场中. 2.设导线所处位正用感应强度大小为B，线框长为L、宽为d、匝数为n，当线圈中通有电流时，安培力对转轴产生力矩：M1=F?d ，其中安培力的大小为：F=nBIL,故安培力的力矩大小为：M1=nBILd=nBIS 当线圈发生转动，不论通电线圈转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，安培力的力矩不变．当线圈转过角 θ指针偏角也为θ时，两弹簧产生阻碍线圈转动的扭转力矩M2=kθ 四、例题分析 下列哪些措施可以提高线圈的灵敏度 （ 　 ） A.增加线圈的匝数； B.增强磁极间的磁感应强度； C.减小线圈的电阻； D.换用不易扭转的弹簧 * * 一、安培力 1.定义：磁场对电流的作用力叫安培力 2.大小：F=BIL（B、I、L两两互相垂直） 若B与I（L）夹角为θ时，则F=BILsinθ ） 适用条件：匀强磁场（一般） 3.方向：左手定则 L为导线的有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L由始端流向末端. 例　如图所示，一直角三角形通有电流I，磁应强度为B，ab长为L，则三角形所受的磁场力为（　　） D 例 如图所示，蹄形磁铁用悬线悬于O点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是 A．静止不动 B．向纸外平动 C．N极向纸外，S极向纸内转动 D．N极向纸内，S极向纸外转动 F F 例 如图所示，在条形磁铁的S极附近悬挂一个线圈．磁铁水平放置．其轴线与线圈共面并通过线圈的圆心．当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现 A．线圈向磁铁平移 B．线圈远离磁铁平移 C．从上往下看线圈顺时针转动，同时靠近磁铁 D．从上往下看细圈逆时针转动，同时靠近磁铁 S N 例 如图两条长直导线AB和CD相互垂直，彼此相隔一很小距离，通以图所示方向的电流，其中AB固定，CD可以其中心为轴自由转动或平动，则CD的运动情况是 A．顺时针方向转动，同时靠近导线AB B．顺时针方向转动，同时离开导线AB C．逆时针方向转动，同时靠近导线AB D．逆时针方向转动，同时离开导线AB F F D(C) F 例 如图所示，将通电导线圆环平行于纸面的缓慢地竖直向下放入水平方向垂直纸面向里的匀强磁场中，则在通电圆环从刚进入到完全进入磁场的过程中，所受的安培力大小 A．逐渐变大 B．先变大后变小 C．逐渐变小 D．先变小后变大 I B DF a DF1 a DL ΔF=BIΔL ΔF1=BIΔLsinθ F=BId B O I B 见步步高 二、安培力与力学的综合问题 1.通电导体在磁场中的平衡与加速运动问题。处理这类问题要注意： （1）变三维为二维，作出平面受力分析图，进行受力分析，安培力的方向要用左手定则判断，注意F⊥B、F ⊥I。 （2）受力分析完后，列平衡方程式，牛顿第二定律的方程求解。 例4:如图所示，MN、PQ为水平放置的金属导轨，直导线ab与导轨垂直放置，导轨间距L=10cm，其电阻为Rab=0.4W，导轨所在区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应强度B=0.2T，电池电动势E=1.5V，内电阻r=0.18W，电阻R=1.6W，开关S接通后ab仍静止不动，求ab所受的摩擦力的大小和方向． R 摩擦力大小为0.048N，方向水平向左 例5:如图所示，两根平行放置的光滑导轨，间距L，与水平夹角为α，导轨间接有电动势为E、内阻为r的电源，现将一根质量为M，电阻为R的金属棒ab 与导轨垂直放置，同时加上方向垂直于导线匀强磁场，使ab杆在导轨上保持静止，若导轨电阻不计，求： （1）所加匀强磁场的方向允许的范围 （2）可使ab杆静止的匀强磁场的最小磁感应强度B. a b M E r a a O D C mg N Q P F a F=mgsinα F=BIL （2005北京卷）下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量k=2.5×10－6T/A。 已知两导轨内侧间距l=1.5cm，滑块的质量m=3