3-4磁场对通电导线的作用力课件.ppt

找来一块蹄形磁铁，把它慢慢地接近发光的白炽灯泡，可以看到灯丝会颤动起来． 做一做这个实验，并说明灯丝为什么会颤动． (提示：灯丝中通过的是交变电流) 1．人们把通电导线在磁场中受的力称为 ，判断安培力的方向用 ． 2．研究静电力时，用来检验电场强度的是 ，检验电荷受静电力的方向与电场的方向 ． 研究安培力时，用来检验磁感应强度的是 ，电流元受力的方向、磁场的方向、电流的方向三者不但不在一条直线上，而且不在一个 里．因此研究安培力问题要涉及三维空间． 3．通过实验可得出，平行通电直导线之间有相互作用力，同向电流 ，异向电流 ． 4．中学实验室使用的电流表是 电流表，它所依据的物理学原理是 的关系． 磁电式仪表的优点是 ，可以测出很弱的电流；缺点是 ，允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安)． (1)概念：把通电导线在磁场中受的力称为安培力． (2)安培力的方向 ①左手定则：如图所示，伸开左手， 使拇指与其余四个手指垂直，并且 都与手掌在同一个平面内．让磁感 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. ②说明：安培力的方向不仅跟磁场方向垂直，还跟电流方向垂直，故安培力的方向垂直于磁场方向与电流方向所构成的平面．在判断安培力方向时，应首先判定这个平面，然后再应用左手定则． (3)安培力的大小 ①公式：F＝BIlsinθ θ为磁感应强度与通电导线之间的夹角． ②说明：A.当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与磁感线垂直时，所受的安培力最大：F＝BIL. B．当通电导线与磁感线平行时，所受安培力为零． C．适用条件 只有在匀强磁场中，在通电导线与磁场方向垂直的情况下，F＝BIL才成立．在非匀强磁场中，一般说来是不适用的，但在通电导线很短的情况下，可近似地认为导线所处的地方是匀强磁场． 特别提醒： (1)F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直． (2)若已知B、I方向，F方向惟一确定，但若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不惟一． 如图，当通电导线与磁感线不垂直时，可用左手定则判断安培力的方向吗？ 答案：可以．当导线和磁感线不垂直时，把导线所在处的磁感应强度B分解为平行导线的分量B∥和垂直导线的分量B⊥，让B⊥垂直穿入手心，即可利用左手定则判断出安培力的方向. (1)电流表是测定电流强弱和方向的电学仪器． (2)实验时经常使用的电流表是磁电 式仪表，其构造是：在一个磁性很 强的蹄形永久磁铁的两极间有一个 固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有 一个可以绕轴转动的铝框，上面绕 有线圈．它的转轴上装有两个螺旋 弹簧和一个指针．线圈的两端分别 接在这两个螺旋弹簧上．如图 (3)蹄形磁铁的铁芯间的磁场是均匀地分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行．如图 (4)磁场对电流的作用力跟电流成正比，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就越大．因此，根据指针偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱． (5)电流表的特点 ①表盘的刻度均匀，θ∝I ②灵敏度高，但过载能力差 ③满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性． 特别提醒： 因为磁电式电流表的线圈很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时一定注意表的量程，测量大电流时需要将表改装． 电流表的刻度为什么是均匀的？ 答案：由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，所以电流表的通电线圈受到的力矩M1也跟被测的电流I成正比，即：M1＝nBIdL＝k1I，其中k1＝nBLd，另一方面，弹簧产生的力矩M2跟偏角θ成正比，即M2＝k2θ，其中k2是一个由弹簧材料决定的比例恒量． 由力矩平衡M1＝M2得k1I＝k2θ，则有θ＝kI，其中k＝ 也是一个恒量．可见，电流表测量时指针偏转的角度跟电流成正比，也就是说，这种电流表的刻度是均匀的． 误区1：安培定则与左手定则容易混淆． 点拨：对比两定则的作用．安培定则判断电流的磁场方向，注重手指的环绕方向；左手定则判断通电导体受安培力的方向，注重的是相互垂直关系．注意使用方法及各自的因果关系，加强安培定则和左手定则的针对性练习． 误区2：有关安培力的综合问题的分析方法 点拨：①首先把立体图改画成易于分析的平面图，如侧视图、剖视图或俯视图