2021年高中物理选修3-1课件：3.4-(四)安培力的应用(直流电动机、磁电式电流表)+课件
合集下载
人教版高中物理选修3-1 3.4磁场对通电导线的作用力 PPT课件
向左摆动
4。利用平行电流相互作用分析法：同向平
行电流相互吸引，异向平行电流相互排斥。
两个电流总有作用到方向相同且靠 近的趋势。 自由
˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙
×
F × F 固定
×
×
×
×
如图，质量分别为 mA>mB 的两环套在光 滑绝缘杆上，若同时通上同向电流 IA<IB,它们将如何运动
A
B
方法一：同向吸引、异向排斥 方法二：等效法（把环形电流等效成小磁针）
B a θ b
练习：如图在条形磁铁N极处 悬挂一个线圈，当线圈中通 有逆时针方向的电流时，线 圈将向哪个方向偏转？
N
从上向下看逆时针转动的 同时向左摆动
练习3 ：如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线
框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭 合开关S后，线框运动情况应为…………（ A ） A．ab向外，cd向里转动且向M靠拢 B．ab向里，cd向外转动且远离M C．ad向外，bc向里转动且向M靠拢 D．ad向里，bc向外转动且远离M
F
IB B
F
I
B
F
B
F
I
F
I
B
I
二.安培力的大小
1.当电流和磁场垂直时
F＝ILB
2.当电流和磁场平行时
F＝0
3.当电流和磁场夹角θ时 F=ILB sinθ
B Bsinθ θ
I
Bcosθ
B
二.安培力的大小
设下图中磁感应强度为B，电流强度I，导线长度 L，求安培力大小
I
B B I I B
I
θ
向里
I F N
F
人教版高中物理选修3-1 3.4 通电导线在磁场中受到的力(共23张PPT)
第四节 磁场对通电导线的作用力
通电导线在磁场中受到的力称为安培力 一、安培力的方向
演示实验：按照图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向，观察受力 方向是否改变。
2、上下交互磁极的位置以改变磁 场的方向，观察受力方向是否变化
一.安培力的向
F
B I
左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟 四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的 方 向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
流通过时相比较，磁铁受到的支持力N 和摩擦力f 将 (
)C （A）N减小，f=0; （B）N减小，f≠0;
（C）N增大，f=0; （D）N增大，f≠0.
解：画出电流所在处的磁感应线及该点的磁场方向如图：
由左手定则，磁场力F方向如图:
F
由牛顿第三定律，
B
磁铁受到等大反向的力F
I
对磁铁进行受力分析：
可知 支持力N 增大， 摩擦力f =0
S
N
F
3 如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的上方 固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即
与条形磁铁垂直）的电流，和原来没有电流通过时相比 较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f ( ) C （A）N减小，f 向左; （B）N减小，f 向右; （C）N增大，f 向左; （D）N增大， f 向右.
(A)适当增大电流I (B)将电流反向并适当改变大小 (C)适当增大磁场 (D)将磁场反向并适当改变大小
AC
6 两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，
其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流
按图示方向通入两条导线时，CD导线将……（ ）D
A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB
通电导线在磁场中受到的力称为安培力 一、安培力的方向
演示实验：按照图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向，观察受力 方向是否改变。
2、上下交互磁极的位置以改变磁 场的方向，观察受力方向是否变化
一.安培力的向
F
B I
左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟 四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的 方 向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
流通过时相比较，磁铁受到的支持力N 和摩擦力f 将 (
)C （A）N减小，f=0; （B）N减小，f≠0;
（C）N增大，f=0; （D）N增大，f≠0.
解：画出电流所在处的磁感应线及该点的磁场方向如图：
由左手定则，磁场力F方向如图:
F
由牛顿第三定律，
B
磁铁受到等大反向的力F
I
对磁铁进行受力分析：
可知 支持力N 增大， 摩擦力f =0
S
N
F
3 如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的上方 固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即
与条形磁铁垂直）的电流，和原来没有电流通过时相比 较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f ( ) C （A）N减小，f 向左; （B）N减小，f 向右; （C）N增大，f 向左; （D）N增大， f 向右.
(A)适当增大电流I (B)将电流反向并适当改变大小 (C)适当增大磁场 (D)将磁场反向并适当改变大小
AC
6 两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，
其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流
按图示方向通入两条导线时，CD导线将……（ ）D
A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB
2021年高中物理选修3-1课件：3.4-(一)安培力方向和大小+课件
F、B、I方向关系：遵循左手定则 安培力方向既与电流方向垂直 F
又与磁场方向垂直，即垂直于电流 B 和磁场所在的平面。
I
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 手掌心垂直进入,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。
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/2/62021/2/6February 6, 2021
•
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/2/62021/2/62021/2/62021/2/6
谢谢观看
2、当通电导线与磁感线垂直时，所受的安培力最大，
Fmax=BIL 3、当通电导线与磁感线斜交时，所受的安培力介于
最大值和零之间。 F=B⊥IL
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/2/62021/2/6Saturday, February 06, 2021
课堂小结
通电导线在磁场中受到的力－－安培力 一、安培力方向 二、安培力大小
磁场中的通电导线，通常会到安培力的作用，但并不 等于“总要受到安培力的作用”，安培力的大小不仅仅是由 B、I、L三者决定，还与电流I和B间的夹角有关。
同一通电导线放在同一匀强磁场中时：
1、当通电导线与磁感线平行时，所受的安培力为零；
B
思路：分别求ab和bc两直导线 所受的安培力,再求合力。
L
F1 F2
b
c
F1=BIL F2
人教版高中物理选修3-1 第3章第4节 通电导线在磁场中受到的力(课件) (共24张PPT)
势的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培
力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场 的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。
【典型例题】某同学画的表示磁场B、电流 I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是 （ ）
【答案】D
★重难点二：安培力的大小★
安培力的大小 1．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. 2．当B与I成θ 角时，安培力的大小F＝
3．注意区别安培力的方向和电场力的方向与磁场、电 场的方向的关系，安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电 场力的方向与电场的方向平行。
【特别提醒】
(1)安培力总是垂直于磁场方向和电流方向所 决定的平面，但磁场方向和电流方向不一定垂直． (2)若已知B、I方向，F方向唯一确定，但若已 知B(或I)、F方向，I(或B)方向不唯一． (3)判断电流的磁场方向用安培定则，确定通 电导体在磁场中的受力方向用左手定则．
5．通电平行直线电流间的作用情况 (1)两平行电流间同向电流相互吸引，异向 电流相互排斥． (2)两非平行直线电流有转到互相平行且电 流方向相同的趋势．
6．安培力方向与电场力方向的比较
力 内容 项目 电场力 安培力
研究对象
受力特点
点电荷
正电荷受力方向，与 电场方向相同，沿电 场线切线方向，与负 电荷受力方向相反 结合电场方向和电荷 的正、负判断
4．磁场中通电导线的等效长度 (1)公式F＝IBL中的L对弯曲长度来说指的是 “等效长度”． 弯曲通电导线的有效长度L等于连接曲线两端 点直线的长度，相应的电流沿L的始端流向末端，如 图甲所示．
(2)任意闭合通电导线的有效长度为零，所 受安培力(即各电流元所受安培力的合力)为零， 如图乙所示．
人教版高中物理选修3-1课件：第三章课题研究霍尔效应及两种常见的电磁仪器(共18张PPT)
人教版高中物理选修3-1课件：第三章 课题研 究霍尔 效应及 两种常 见的电 磁仪器 (共18 张PPT)
磁流体发电机
磁流体发电机 的上极板
V
人教版高中物理选修3-1课件：第三章 课题研 究霍尔 效应及 两种常 见的电 磁仪器 (共18 张PPT)
等离子体束射入磁场
磁流体发电机 的下极板
人教版高中物理选修3-1课件：第三章 课题研 究霍尔 效应及 两种常 见的电 磁仪器 (共18 张PPT)
人教版高中物理选修3-1课件：第三章 课题研 究霍尔 效应及 两种常 见的电 磁仪器 (共18 张PPT)
人教版高中物理选修3-1课件：第三章 课题研 究霍尔 效应及 两种常 见的电 磁仪器 (共18 张PPT)
分解动作
v
再先用进进下直 以入入向至后磁磁上q保场场下E此解持区区方=时得动的q的向vqv态离离偏B＝U时平子子转/Ud结衡沿在 形/=（束原洛成qBv，来伦附dB的）,兹加方力电向作场流过
ff
负电荷向电流反方 向移动，故受向下 的洛伦兹力
f
长方体导体的 下表面
人教版高中物理选修3-1课件：第三章 课题研 究霍尔 效应及 两种常 见的电 磁仪器 (共18 张PPT)
微观解释
v
v
v
上、下表面就出现
横向电势差
v
v
v
人教版高中物理选修3-1课件：第三章 课题研 究霍尔 效应及 两种常 见的电 磁仪器 (共18 张PPT)
磁流体发电机
人教版高中物理选修3-1课件：第三章 课题研 究霍尔 效应及 两种常 见的电 磁仪器 (共18 张PPT)
等离子体束射入磁场
人教版高中物理选修3-1课件：第三章 课题研 究霍尔 效应及 两种常 见的电 磁仪器 (共18 张PPT)
2022-2021学年高二物理粤教版选修3-1 3.4 安培力的应用 课件（24张）
第三章 磁 场
第四节 安培力的应用
一、直流电动机 1．构造：主要由__磁__铁____、___线__圈___、___电__刷___等． 2．工作原理：安培力的_磁__力__矩__使线圈在磁场中转动． 3．电动机有直流电动机与交流电动机，直流电动机的 突出优点就是通过改变输入___电__压__很容易调节它的 ___转__速___，调节输入电压的方式就是在电路中增加滑动 变阻器，而交流电动机的调速不太方便．
常见的直流电动机：
【说明】 大多数微型和小型直流电动机是用永磁铁提供磁场，而大型和超大型 直流电动机是用励磁电流来提供磁场的。
线例圈1中在导匀线强受磁场中线，圈有中三导个线通受电线线圈圈处中于导 力如在图水所平示方的向位置，则一(转动力) 矩 线不受力
A．三个线圈都可以绕OO′轴转动 B．只有②中的线圈可以绕OO′轴转动 C．只有①②中的线圈可以绕OO′轴转动 D．只有②③中的线圈可以绕OO′轴转动
解析 电流元法：把电流CD等效成CO、OD 两段电流．由安培定则画出CO、OD所在位 置的AB电流的磁场，由左手定则可判断CO、 OD受力如图甲所示，导线CD逆时针转动． 特殊位置法：让CD逆时针转动90°，如图乙， 并画出CD此时位置AB电流的磁感线分布， 据左手定则可判断CD受力垂直于纸面向里， 可见导线CD靠近导线AB. 答案 D
一、直流电动机
1. 电 动 机 的 工 作 原 理 ： 通 电 线 圈 在 安 培力作用下的转动。 2.能量转化：把电能转化为机械能。 3.电动机分类：直流电动机和交流电 动机。 交流电动机又分为单相交流电动机和 三相交流电动机．
4.直流电动机的运转过程：
5．运动分析：如图 甲，当电流通过线圈时，右边线框 受到的安培力方向向下，左边线框受到的安培力方向向 上，在安培力的作用下线框转动起来． 6．调速办法：直流电动机突出的优点是可以通过改变 电压大小调节其转速，而交流电动机的调速比较复杂．
第四节 安培力的应用
一、直流电动机 1．构造：主要由__磁__铁____、___线__圈___、___电__刷___等． 2．工作原理：安培力的_磁__力__矩__使线圈在磁场中转动． 3．电动机有直流电动机与交流电动机，直流电动机的 突出优点就是通过改变输入___电__压__很容易调节它的 ___转__速___，调节输入电压的方式就是在电路中增加滑动 变阻器，而交流电动机的调速不太方便．
常见的直流电动机：
【说明】 大多数微型和小型直流电动机是用永磁铁提供磁场，而大型和超大型 直流电动机是用励磁电流来提供磁场的。
线例圈1中在导匀线强受磁场中线，圈有中三导个线通受电线线圈圈处中于导 力如在图水所平示方的向位置，则一(转动力) 矩 线不受力
A．三个线圈都可以绕OO′轴转动 B．只有②中的线圈可以绕OO′轴转动 C．只有①②中的线圈可以绕OO′轴转动 D．只有②③中的线圈可以绕OO′轴转动
解析 电流元法：把电流CD等效成CO、OD 两段电流．由安培定则画出CO、OD所在位 置的AB电流的磁场，由左手定则可判断CO、 OD受力如图甲所示，导线CD逆时针转动． 特殊位置法：让CD逆时针转动90°，如图乙， 并画出CD此时位置AB电流的磁感线分布， 据左手定则可判断CD受力垂直于纸面向里， 可见导线CD靠近导线AB. 答案 D
一、直流电动机
1. 电 动 机 的 工 作 原 理 ： 通 电 线 圈 在 安 培力作用下的转动。 2.能量转化：把电能转化为机械能。 3.电动机分类：直流电动机和交流电 动机。 交流电动机又分为单相交流电动机和 三相交流电动机．
4.直流电动机的运转过程：
5．运动分析：如图 甲，当电流通过线圈时，右边线框 受到的安培力方向向下，左边线框受到的安培力方向向 上，在安培力的作用下线框转动起来． 6．调速办法：直流电动机突出的优点是可以通过改变 电压大小调节其转速，而交流电动机的调速比较复杂．
人教版高中物理选修3-1：第三章 3.4通电导线在磁场中受到的力 课件1
环形电流可等效成小磁针，通电螺线管 等效法 可以等效成条形磁铁或多个环形电流， 反过来等效也成立。等效后再确定相互 作用情况 两平行直线电流在相互作用过程中，无 转动趋势，同向电流互相吸引，异向电 结论法 流互相排斥；两不平行的直线电流相互 作用时，有转到平行且电流方向相同的 趋势
定性分析磁体在电流磁场作用 下如何运动或运动趋势的问 转换研 题，可先分析电流在磁体磁场 究 中所受的安培力，然后由牛顿
对象法 第三定律，确定磁体所受电流 磁场的作用力，从而确定磁体 所受合力及运动方向。
检
1 、在垂直纸面向里的匀强磁场 B 中，有一个垂直 磁感线的环形线圈，通有顺时针电流I，如图所示， 则下列叙述中正确的是（ ） AD A、环形线圈所受的磁力的合力为零 B、环形线圈所受的磁力的合力不为零 C、环形线圈有收缩的趋势 D、环形线圈有扩张的趋势
第三章：磁场
§3.4 磁场对通电导线的作用力
导
1.掌握用左手定则确定安培力的方向 2.掌握安培力的计算公式及求解方法。
思
安培力
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 左手定则：如图所示，伸开左手，使拇指与其余四个手
垂直 ， 平面 内。 掌心 指______ 并且都与手掌在同一个_____ 让磁感线从_____ 拇指 所指的方向 电流 的方向，这时______ 进入，并使四指指向______
安培力的大小
1、大小：当导线方向与磁场方向垂直时，通电导 线在磁场中受到的安培力的大小，既与导线的长 度成正比，又与导线中的电流I成正比，即与I和L 的乘积成正比。 2、公式：F=BIL 条件：I⊥B，且为匀强磁场，此 时电流所受的安培力最大 3、实验表明，当导线方向与磁场方向一致时(即 I∥B)，电流所受的安培力最小，等于零； 当导线方向与磁场方向 斜交时，所受安培力介于最 大值和最小值之间： F安=BILsinθ
【物理课件】选修3第四节安培力的应用ppt课件
大型和超大型直流电机的生产和维修
第四节 安培的应用 二. 磁电式电表
【说明】 由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的
力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角 度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。
第四节 安培力的应用
【物理课件】选修3第四节安 培力的应用ppt课件
第四节 安培力的应用 直流电动机的运转过程：
第四节 安培力的应用 常见的直流电动机：
【说明】 大多数微型和小型直流电动机是用永磁铁提供磁场，而
大型和超大型直流电动机是用励磁电流来提供磁场的。
大型和超大型直流电机的生产和维修
大型和超大型直流电机的生产和维修
高中物理选修3-1精品课件 3.4 通电导线在磁场中受到的力
第三章 磁场 4 通电导线在磁场中受到的力
一、安培力的方向
按照图示进行实验。 改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。
I
F
B
I F
B
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.
θ
问题:若既不平行也不垂直呢？ I
B 公式： F=ILBsinθ
θ
I
表示磁场方向与电流方向间的夹角，
此公式仅适用于匀强磁场.
思考感悟 通电导体如果是弯曲的，如何确定它的L呢？
提示：导体两端的连线即为L，称为有效长度．
二、对安培力大小计算公式的深刻理解 1．公式F＝ILB中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时， F 最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0. 2．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接的长度 (如图所示)；相应的电流沿L由始端向末端．
最基本的是磁铁和线圈。
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.
该磁场并非匀强磁场， 但在以铁芯为中心的 圆圈上，各点的磁感 应强度B的大小是相 等的.
例：如图所示直角三角形abc组成的导线框内通有电流I
＝1A，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。
a 30o
Fbc = 0 N
c
Fab = Fac = 0.69 N
一、安培力的方向
按照图示进行实验。 改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。
I
F
B
I F
B
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.
θ
问题:若既不平行也不垂直呢？ I
B 公式： F=ILBsinθ
θ
I
表示磁场方向与电流方向间的夹角，
此公式仅适用于匀强磁场.
思考感悟 通电导体如果是弯曲的，如何确定它的L呢？
提示：导体两端的连线即为L，称为有效长度．
二、对安培力大小计算公式的深刻理解 1．公式F＝ILB中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时， F 最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0. 2．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接的长度 (如图所示)；相应的电流沿L由始端向末端．
最基本的是磁铁和线圈。
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.
该磁场并非匀强磁场， 但在以铁芯为中心的 圆圈上，各点的磁感 应强度B的大小是相 等的.
例：如图所示直角三角形abc组成的导线框内通有电流I
＝1A，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。
a 30o
Fbc = 0 N
c
Fab = Fac = 0.69 N
【教育课件】粤教版高中物理选修3-1第3章第4节《安培力的应用》课件(1).ppt
• 一、力矩 • 我们把力和力臂的乘积叫做力对物体的力矩，力矩
是改变物体转动状态的原因．
• 二、线圈的转动 • 1．当线圈平面与磁场方向垂直时 • 如图3－4－3表示放在匀强磁场中通电矩形线圈，
其线圈与磁感线垂直．
图3－4－3
• 设磁感应强度为B，通入电流为I，其方向图中已标 出 小，相线等圈 、方ab向边相受反安，培彼力此Fab平和衡线；圈线cd圈边a受d和安b培c边力受Fc安d大 培 矩 线 动形上，Fad线，所和圈 以FFabd所 线c和也受 圈F是b合 所c在大外 受同小力的一相为合直等零力线、．矩上方又也，向因为都相为零不反，F能，ab即和使彼MF线此＝cd圈平在0.发衡同生，一转故直
ad 为 M，则此时 M＝2BI ab ·2 ＝BIS，线框加速转动．
• 当线框转过90°角时，从左向右侧视图如图乙所 示．从图示可知，此时线框四条边都受安培力，整 个线框的F外＝0，整个线框受磁力矩M＝0.转动过程 中，任一位置的俯视图如图丙所示，受力大小、方 向均不变，所以答案选取B和D.
• 答案：BD
• 2．当线圈平面与磁场方向平行时 • 将线圈如图3－4－4所示放置时，bc边和ad边均与
磁向感相线 反平 ，行 合， 力故 为零Fbc，＝但Fa合d＝力0矩.Fa并b和不F为cd大零小，相此等位、置方 合力矩的大小为：
图3－4－4
M＝Fab·b2c＋Fcd·b2c， 又 Fab＝Fcd＝BI·ab，所以 M＝BI·ab·bc＝BIS， 若是 N 匝线圈绕制而成，则 M＝NBIS.
• (_2_)_铁铝__芯框__外__套__有__一__个_，可_以__绕__轴__转__动__的__上绕铝框有线圈． • (3)铝框的转轴上装有两个________________和一个
是改变物体转动状态的原因．
• 二、线圈的转动 • 1．当线圈平面与磁场方向垂直时 • 如图3－4－3表示放在匀强磁场中通电矩形线圈，
其线圈与磁感线垂直．
图3－4－3
• 设磁感应强度为B，通入电流为I，其方向图中已标 出 小，相线等圈 、方ab向边相受反安，培彼力此Fab平和衡线；圈线cd圈边a受d和安b培c边力受Fc安d大 培 矩 线 动形上，Fad线，所和圈 以FFabd所 线c和也受 圈F是b合 所c在大外 受同小力的一相为合直等零力线、．矩上方又也，向因为都相为零不反，F能，ab即和使彼MF线此＝cd圈平在0.发衡同生，一转故直
ad 为 M，则此时 M＝2BI ab ·2 ＝BIS，线框加速转动．
• 当线框转过90°角时，从左向右侧视图如图乙所 示．从图示可知，此时线框四条边都受安培力，整 个线框的F外＝0，整个线框受磁力矩M＝0.转动过程 中，任一位置的俯视图如图丙所示，受力大小、方 向均不变，所以答案选取B和D.
• 答案：BD
• 2．当线圈平面与磁场方向平行时 • 将线圈如图3－4－4所示放置时，bc边和ad边均与
磁向感相线 反平 ，行 合， 力故 为零Fbc，＝但Fa合d＝力0矩.Fa并b和不F为cd大零小，相此等位、置方 合力矩的大小为：
图3－4－4
M＝Fab·b2c＋Fcd·b2c， 又 Fab＝Fcd＝BI·ab，所以 M＝BI·ab·bc＝BIS， 若是 N 匝线圈绕制而成，则 M＝NBIS.
• (_2_)_铁铝__芯框__外__套__有__一__个_，可_以__绕__轴__转__动__的__上绕铝框有线圈． • (3)铝框的转轴上装有两个________________和一个
高中物理 3-4 安培力的应用课件 粤教版选修3-1
大线圈面积和匝数．
二、磁电式电表的工作原理及特点 1．工作原理 如图3－4－5所示，在磁性很强的蹄形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转动的铝框，在铝框 上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈 的两端分别接在这两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流 入线圈．
图3－4－9
解析 由于铝盘是良好的导体，我们可以把铝盘看成是由 许多条金属棒拼合而成(可以与自行车轮胎上的辐条类比)．接通 电源后，电流从铝盘中心O处流向盘与导电液的接触处，从导电 液中的引出导线流出，而这股电流恰好处在一个与电流垂直的 磁场中，由左手定则可以判断出它受到一个与盘面平行的安培 力作用，这个力对转轴的力矩不为零，所以在通电后铝盘开始 转动起来．如果对铝盘通一恒定的电流，则铝盘就会不停地转 动下去，当阻力的力矩与安培力的力矩相等时铝盘就匀速转 动．不难看出，要改变铝盘的转动方向，我们可以改变电流方 向或是改变磁场的方向．
图3－4－8
解析 本题考查电流表的工作原理，可根据力矩平衡条件解 答．电流表的指针偏转80°时，螺旋弹簧的阻碍力矩为M2＝kθ＝ 1.5×10－，满偏时通电线圈所受磁场的作 用力矩为
M1＝nBIgS ＝100×1×2.5×10－2×2.4×10－2Ig ＝6.0×10－2Ig.
答案 C
借题发挥
正确理解θ＝
NBS k
I和全电路欧姆定律是解答本类
题的前提．
【变式2】 电流表的矩形线圈数n＝100匝，矩形线圈处在磁 场中的两条边长为L1＝2.5 cm，另两条边长为L2＝2.4 cm，指针 每转过1°，螺旋弹簧产生的阻碍力矩k＝1.5×10－8 N·m，指针的 最大偏转角为80°，已知电流表磁极间沿辐向分布的匀强磁场的 磁感应强度B＝1.0 T(如图3－4－8所示)，求该电流表的满偏电流 值(即电流量程)多大？
人教版高中物理选修3-1课件：3.4 通电导线在磁场中受到的力(共10张PPT)
F
F F
F垂直纸面向里
注意： F 一定垂直于B ； F 也一定垂直于I ，但B 与I不一定垂直
三、安培力大小
当B⊥I时， F=BIL 当B//I时，F=0 当B与I夹角为θ时，F=BILsinθ ▲F不仅与B、I、L有关，还与放置的方式有关 ▲L为有效长度
磁电式电流表
优点：灵敏度高 缺点：允许通过的 电流很小
3.4通电导线在磁场中受到的作用力
使用电扇、洗衣机、电 车等离不开电动机。电 动机的原理是什么？
电流表通电后指针为什么会 偏转？
安培力
一、概念： 通电导线在磁场中受到的力叫安培力
二、安培力的方向
判断方法：
左手定则：伸开左手使拇指与其余四指垂直，并且
都与手掌在同一平面内；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的方向
பைடு நூலகம்
• 作业：金属框架光滑，宽度L=20cm，与水平面的 夹角30o，导体ab质量m=10g,电阻忽略不计。电源 电动势E=12V，内阻r=1Ω,电阻R=11Ω，若使ab静 止，求下列几种情况匀强电场B的大小。 • （1）B竖直向上 • （2）B水平向左 • （3）若使B最小，求B的大小和方向 • （4）若磁场方向垂直斜面向上，ab与导轨间动摩 擦因数μ=0.1√3，并认为最大摩擦力等于滑动摩 擦力的大小，为使ab保持静止，求B的取值范围。
高中物理选修3-1课件：3.4-(四)安培力的应用(直流电动机、磁电式电流表)+课件
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
电流表的灵敏度表示为 nBS
Ik
•1、书籍是朋友,虽然没有热情,但是非常忠实。2022年2月14日星期一2022/2/142022/2/142022/2/14 •2、科学的灵感，决不是坐等可以等来的。如果说，科学上的发现有什么偶然的机遇的话，那么这种‘偶然的机遇’只能给那些学有素养的人，给那些善于独 立思考的人，给那些具有锲而不舍的人。2022年2月2022/2/142022/2/142022/2/142/14/2022 •3、书籍—通过心灵观察世界的窗口.住宅里没有书,犹如房间里没有窗户。2022/2/142022/2/14February 14, 2022 •4、享受阅读快乐，提高生活质量。2022/2/142022/2/142022/2/142022/2/14
设导线所在处的感应强
度大小为B，线框长为L、 宽为d、匝数为n，线圈
d/2
中电流为I。
安培力对转轴产生力矩： M1=F·d=nBIL·d =nBIS
(二)磁电式电流表的工作原理 2、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。
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
安培力的应用
O′
b
c
a
+_
O
d
正视平面图
Fab
b O′ a
c
+
d
_
O
正视平面图
Fab
×
如何使线圈 不停地转动？
Fab
电流表的灵敏度表示为 nBS
Ik
•1、书籍是朋友,虽然没有热情,但是非常忠实。2022年2月14日星期一2022/2/142022/2/142022/2/14 •2、科学的灵感，决不是坐等可以等来的。如果说，科学上的发现有什么偶然的机遇的话，那么这种‘偶然的机遇’只能给那些学有素养的人，给那些善于独 立思考的人，给那些具有锲而不舍的人。2022年2月2022/2/142022/2/142022/2/142/14/2022 •3、书籍—通过心灵观察世界的窗口.住宅里没有书,犹如房间里没有窗户。2022/2/142022/2/14February 14, 2022 •4、享受阅读快乐，提高生活质量。2022/2/142022/2/142022/2/142022/2/14
设导线所在处的感应强
度大小为B，线框长为L、 宽为d、匝数为n，线圈
d/2
中电流为I。
安培力对转轴产生力矩： M1=F·d=nBIL·d =nBIS
(二)磁电式电流表的工作原理 2、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。
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
安培力的应用
O′
b
c
a
+_
O
d
正视平面图
Fab
b O′ a
c
+
d
_
O
正视平面图
Fab
×
如何使线圈 不停地转动？
Fab
高二新人教版物理选修3-1课件3-4 通电导线在磁场中受到的力
匀”)．所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的 大小．
3．优、缺点：优点是 灵敏度 高，能测出很弱的 电流；缺点是线圈的 导线很细 ，允许通过的电流很
弱．
答案：①左手定则 ②总垂直于 B 和 I 决定的 平面 ③F＝BILsinθ ④通电线圈受安培力作用而 转动
一、安培力方向的判断 1．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．
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 .
知识点 2 磁电式电流表
1.基本组成部分：磁铁和放在磁铁两极之间的 线圈．
2．工作原理：
(1)写出测量方法． (2)磁感应强度的表达式 B＝________(用测量的物理 量表示)．
解析：(1)在线圈中通入沿顺时针方向流动的电流 I， 在天平左右两盘各加质量分别为 m1，m2 的砝码，天平平 衡，由此就可得到磁感应强度的大小．
(2)线圈中通入电流 I 时，由左手定则，线圈底边所 受安培力方向竖直向下，由天平平衡得： m1gL′＝(m2g ＋NILB)L′，式中 L′为天平力臂．解得 B＝m1N－ILm2g.
正确地画出两种情况下的受力图，由平衡条件列方程 求解．
根据第一幅受力图列式如下：F1－mgsinθ－Fμ1＝0 FN－mgcosθ＝0，Fμ1＝μFN，F1＝BImaxd 解上述方程得：Imax＝0.46A
根据第二幅受力图，F2＋Fμ2－mgsinθ＝0， FN－mgcosθ＝0，Fμ2＝μFN，F2＝BImind. 解上述方程得：Imin＝0.14A.
3．优、缺点：优点是 灵敏度 高，能测出很弱的 电流；缺点是线圈的 导线很细 ，允许通过的电流很
弱．
答案：①左手定则 ②总垂直于 B 和 I 决定的 平面 ③F＝BILsinθ ④通电线圈受安培力作用而 转动
一、安培力方向的判断 1．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．
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 .
知识点 2 磁电式电流表
1.基本组成部分：磁铁和放在磁铁两极之间的 线圈．
2．工作原理：
(1)写出测量方法． (2)磁感应强度的表达式 B＝________(用测量的物理 量表示)．
解析：(1)在线圈中通入沿顺时针方向流动的电流 I， 在天平左右两盘各加质量分别为 m1，m2 的砝码，天平平 衡，由此就可得到磁感应强度的大小．
(2)线圈中通入电流 I 时，由左手定则，线圈底边所 受安培力方向竖直向下，由天平平衡得： m1gL′＝(m2g ＋NILB)L′，式中 L′为天平力臂．解得 B＝m1N－ILm2g.
正确地画出两种情况下的受力图，由平衡条件列方程 求解．
根据第一幅受力图列式如下：F1－mgsinθ－Fμ1＝0 FN－mgcosθ＝0，Fμ1＝μFN，F1＝BImaxd 解上述方程得：Imax＝0.46A
根据第二幅受力图，F2＋Fμ2－mgsinθ＝0， FN－mgcosθ＝0，Fμ2＝μFN，F2＝BImind. 解上述方程得：Imin＝0.14A.
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
设线圈转过角 θ，指针偏角也为θ
弹簧产生阻碍线圈
转动的扭转力矩：
d/2
M2=kθ(k由弹簧 本身决定，易扭转
刻度 均匀
的弹簧k小。)
由M1=M2得:
nBIS=kθ
nIBS
I
k
螺旋弹簧
(三)磁电式电流表的特点 1、优点：灵敏度高
2、缺点：满偏电流小
练习:下列哪些措施可以提高磁电式电流表的 灵敏度(AB)
设导线所在处的感应强
度大小为B，线框长为L、 宽为d、匝数为n，线圈
d/2
中电流为I。
安培力对转轴产生力矩： M1=F·d=nBIL·d =nBIS
(二)磁电式电流表的工作原理 2、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。
圆柱体铁芯、线圈和 指针整体一起转动。
二、磁电式电流表
(一)磁电式电流表的构造
蹄形磁铁
极靴 圆柱体 铁芯
线圈所处的磁场
线圈所处的磁场分布有何特点呢？
极靴与圆柱体间的磁场是均匀辐向分布的。
所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的 延长线都通过圆柱体的中心，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。.
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/2/62021/2/62021/2/62/6/2021 3:28:50 PM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/2/62021/2/62021/2/6Feb-216-Feb-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/2/62021/2/62021/2/6Saturday, February 06, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/2/62021/2/62021/2/62021/2/62/6/2021
。2021年2月6日星期六2021/2/62021/2/62021/2/6
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年2月2021/2/62021/2/62021/2/62/6/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/2/62021/2/6February 6, 2021
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
电流表的灵敏度表示为 nBS
Ik
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/2/62021/2/6Saturday, February 06, 2021
•
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/2/62021/2/62021/2/62021/2/6
谢谢观看
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
安培力的应用
O′
b
c
a
+_
O
d
正视平面图
Fab
b O′ a
c
+
_
O
正视平面图
Fab
×
如何使线圈 不停地转动？
Fab
a(b)
Fcd 线圈作顺时针转动
d(c)
Fcd
Fcd
线圈处于平衡状态 线圈最后静止在
平衡状态
二、磁电式电流表
(一)磁电式电流表的构造
蹄形磁铁
极靴 圆柱体 铁芯
最基本的是磁铁和线圈
该磁场并非匀强 磁场，但在以圆柱体 为中心的圆圈上，各 点的磁感应强度B的 大小是相等的。
(二)磁电式电流表的工作原理 1、极靴与圆柱体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，它的平面都跟磁感线平行，当电流 通过线圈时线圈上跟转轴平行的两边都要受到安培力，这 两个力将产生力矩使线圈发生转动。