莫佩雯通电导线在磁场中受力剖析.ppt

一、知识回顾 如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上，然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中，N极在下，S极在上，盐水就会旋转起来． 答案： (1)通过左手定则判定，盐水从上向下看逆时针旋转． (2)盐水中形成了由圆形电极指向柱形电极的如图所示的电流，由于磁场方向向上，故盐水逆时针旋转． 电流表构造中最大的特点：两极间的极靴和极靴中间间的铁质圆柱，它们的磁场都沿半径方向，是均匀地辐向分布的，如图所示。 这样的构造使得线框在转动过程中，其平面始终与磁场平行，表盘的刻度就是均匀的了。 电流表的构造 电流表的特点 1、灵敏度高，可以测量很弱的电流，但是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很小； 2、电流和安培力成正比，所以电流表的刻度是均匀的； 3、电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向转动。 (1) 猜想一下，盐水转动的方向， 并实际做一做实验来验证． (2) 探究盐水旋转的原因． XSND 小试牛刀 ABD 2、下列说法中正确的是（ ） A、电荷处在电场强度为零的地方，受到的电场力一定为零 B、一小段通电导线放在磁感应强度为零的地方，受到的安培力一定为零 C、一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处磁感应强度为零 D、电荷在某处不受电场力的作用，则该处电场为零 课堂练习 * 第3章 第4节通电导线在磁场中受到的力 如何描述磁场强弱？ 安培力(Ampere force) 1、定义：磁场对电流的作用力称为安培力，是为了纪念安培而命名的。 思考与讨论 改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。 改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。 请总结F、B、I的方向关系。 F、B、I方向关系 B I F 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 再次提醒：一定要使用左手！ 1.电流与磁场方向不一定垂直； 2.安培力的方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向，即安培力垂直电流和磁场所确定的平面 例1：确定图中安培力的方向。 B I B I B I B I 一.安培力的方向 F F F 垂直纸面向外 ● F 例2、垂直放在磁场中的通电导线如图放置，并已标明电流强度、磁感应强度、安培力三个量中的其中两个物理量的方向，试标出第三个物理量的方向 B F I F F ╳ B B B F I 课本 P94 问题与练习：1 B B F B F F F E B × B F × B B E 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 请使用刚学过的知识解释本实验结果。 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 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,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( ) A.弹簧向上收缩 B.弹簧被拉长 C.弹簧上下振动 D.弹簧仍静止不动 S C （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？ 即： （2）平行时： B θ I 三、安培力的大小 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 B1=Bsinθ 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ 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=ILBsinθ θ B2 B1 将B1=Bsinθ代入得 通电直导线与磁场方向不垂直的情况 三、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 GGLX 巩固练习 公式： F=ILBsinθ θ表示磁场方向与电流方向间的夹角 注：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场 三、安培力的大小 结论：F一定与B垂直，一定与I垂直。但B与I不一定垂直。 问题：F、B、I一定两两垂直吗？ F=BIL中的L为有效长度 (弯曲的通电导线的有效长度L等于连接两端点的直线长度，相应的电流沿L由始端流向末端) 思考与讨论 对导线长度的理解 注意：任一闭合通电导线的有效长度为0，即所受安培力为0。 L F=BIL L L L 思考与讨论 试指出下