3.23.4磁场对通电导线的作用力及应用汇编.ppt

一.磁感应强度的方向 1.小磁针静止时N极所指的方向(即N极受力方向)规定为该点的磁感应强度的方向,简称磁场的方向 2.磁感应强度是矢量 §3.2 磁感应强度 逻辑推理 F = B·IL 精确的实验研究表明：通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小既与导线的长度L 成正比，又与导线中的电流I 成正比，即与I和L的乘积 IL 成正比。 （2）不同磁场中，比值F/IL一般不同; 归纳 2.F=BIL （B是比例系数，不同的磁场B不同） （磁感应强度的定义式） 3.单位: 特斯拉（特、T) 牛顿/安·米 归纳 1.定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度. (1)大小: 如B∥I 则F=0 如B⊥I 则Fmax=BIL F=BILsinθ B与I的夹角 思考： 注意： 在F=BIL中 a.B与L必须垂直 b.L是在磁场中的有效长度 c.B并非一定是匀强磁场，但一定是导线所在处的磁感应强度 第二部分 磁场对电流的作用力 1、磁场对电流的作用力 安培力 第二部分 磁场对电流的作用力 (2)安培力方向：左手定则 磁场方向 安培力方向 1，如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，些时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以( ) A.适当减小磁感应强度 B.使磁场反向 C.适当增大电流 D.使电流反向 2，如图所示，通电直导线A与贺形通电导线环B固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线受到水平向 的安培力作用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方向时,通电直导线A所受的安培力方向水平向 . 3、电流在安培力作用下的定量计算问题 3，如图，相距20cm的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为θ=370，上面放着质量为80g的金属杆ab，整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中. (1)若磁场方向竖直向下， 要使金属杆静止在导轨上， 必须通以多大的电流. (2)若磁场方向垂直斜面向 下，要使金属杆静止在导 轨上，必须通以多大的电流。 安培力方向垂直于电流和磁场方向，即垂直于电流和磁场所在的平面。 30° I I I B B B 【例1】画出图中第三个量的方向。 公式： F=ILBsinθ θ表示磁场方向与电流方向间的夹角 安培力的大小: 如B∥I 则F=0 如B⊥I 则Fmax=BIL 思考： 注意： L是在磁场中的有效长度 B并非一定是匀强磁场，但一定是导线所在处的磁感应强度,但是在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场 如果是一闭合回路受力又是多少? 例1：如图所示，导线abc为垂直折线,其中电流为I,ac=bc=L,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B,求导线abc所受安培力的大小和方向. 例2：如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质量为0.1kg的金属棒MN，此时弹簧伸长10cm，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？ M N B 例3：如图所示，MN是一条水平放置的固定长直导线,导线中通有大小不一为I1,方向如图所示的电流.P是一个通有电流I2的,与MN共面的金属圆环,圆环P在磁场作用下将( ) M I1 P A.沿纸面向上运动 B.沿纸面向下运动 C.上半部垂直纸面向外, 下半部垂直纸面向里转动 D.上半部垂直纸面向里, 下半部垂直纸面向外转动 I2 N 2、等效分析法: 3、特殊位置分析法: 安培力的应用----物体运动的判定方法： 环形电流、通电螺线管、条形磁铁 安培力作用下物体的运动问题 判断安培力作用下物体的运动方向的常规方法： （1）电流元法： 即把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向。 （2）特殊位置法： 把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断所受安培力方向，从而确定运动方向。 （3）等效法： 环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管。通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。 （4）利用结论法： ①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥； ②两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势，利用这些结论分析，可事半功倍。 例1：如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图所示的电流后，判断线圈如何运动？ 例2：如图所示，两个同样的通电导线环同轴平行，相隔一小段距离悬挂，当同时给