磁场对通电直导体的作用

合集下载

五、磁场对通电导体的作用

跟踪训练一
根据甲图，判断乙图通电导线的受力方向、丙图导线中电流方向、丁图磁极极性：
自学指导二
左手定则
跟踪训练二
实际应用
课堂小结
磁场对通电导线的作用
影响因素判断方法实际应用磁场方向电流方向左手定则动圈式扬声器
作业布置（分层）
必做题：课后练习1，3
选做题：
用两根细线把两个完全相同的圆形导
祝同学们学习进步！
线环悬挂起来，让两者等高平行放置，如
图所示．当两导线环中通入方向相同的电
流I1、I2时，两导线环相互 “吸引”或“排斥”）
（填
当堂达标
1．在磁场中的通电导体（
）
A．一定受到磁场力的作用
B．可能受到磁场力的作用
C．一定不受磁场力的作用
D．以上说法均不正确
2.关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向
自学指导一
磁场对通电导体有力的作用
1.闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动.
说明
；
实 2.磁场方向不变，改变电流方向，导体运动方
验
总 3.电流方向不变，改变磁场方向，导体运动方向
结发生改变. 说明导体的受力方向与
有关；
4.同时改变磁场方向和改变电流方向，则磁场中导体受力方向______发生改变.
北师大版九年级物理全一册
磁现象磁场对通电导体的作用
武威第二十三中学赵平
实验一：磁体周围存在磁场实验二：电流周围存在磁场
磁场对磁体有力的作用
实验三：
磁场对电流（通电导体）有力的作用
学习目标
1.知道磁场对通电导体有力的作用； 2.知道通电导线在磁场中受力方向与磁场方向和电流方向有关； 3.掌握左手定则； 4.了解动圈式扬声器的工作原理。

【课件】磁场对通电导线的作用力(课件)-2022-2023学年高中物理选择性必修第二册人教版

2. 在图1.1-10中画出通电导体棒ab所受的安培力的方向。
3．图 1.1-11 所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为 n，线圈的水平边长为 l，处于匀强磁场内，磁感应强度 B 的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流 I 时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在左盘中增加质量为 m 的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。（1）导出用 n、m、l、I 表示磁感应强度 B 的表达式。（2）当 n ＝9，l＝10.0 cm，I＝0.10 A，m＝8.78g 时，磁感应强度是多少？
2.（指向目标1）如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧
拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力
为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列
关于磁铁对斜面压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是(
)
A．FN1<FN2，弹簧的伸长量减小 B．FN1＝FN2，弹簧的伸长量减小 C．FN1>FN2，弹簧的伸长量增大 D．FN1>FN2，弹簧的伸长量减小
考点一：安培力作用下导体运动情况的判定
【例1】（指向目标1）如图所示，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线圈平面。当线圈内通以图
中方向的电流后，线圈的运动情况是(
)
A．线圈向左运动
B．线圈向右运动
C．从上往下看顺时针转动
D．从上往下看逆时针转动
方法总结：
等效分析法:环形电流可等效为小磁针或小磁
特殊位置分析法：根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向。然后推广到一般位置。

磁场对通电线圈的作用

任务处理
实验证明：在均匀磁场中，通电直导体受到电磁力F的大小与磁感应强度B成正，与导体中电流成正比，与导体在磁场中的有效长度L成正比，即
F=BIL 载流直导体在磁场中的受力方向，可用左手定则来判定，具体方法是将左手伸平，拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则拇指所指方向就是导体的受力方向，如图2．6所示。
任务处理
（2）通电线圈在磁场中的转矩转矩等于力偶中的任意一个力与力偶臂的乘积，因而图2．8(a)中矩形线圈转矩为 T=F1L2=BIL1L2=BIS 3．磁场对通电半导体的作用(霍尔效应) 如图2．9所示，把一块半导体基片(霍尔元件)放在磁场中，当在与磁场垂直的方向上通以电流时，则在与磁场和电流相垂直的另外横向侧面上产生电压。这一现象是美国物理学家霍尔于1879年发现的，因此命名为霍尔效应。实验证明：霍尔效应中产生的电压UH，(霍尔电压)的大小与通过半导体基片的电流 I和磁场的磁感应强度B成正比，与基片的厚度d成反比。即
《汽车电工电子控制基础》
项目二电磁学基本知识及其应用
任务二磁场对通电导线的作用
思维导图
任务二磁场对通电直导体的作用磁场对通电线圈的作用
情境导入
任务描述
1.磁场对通电直导体的作用 2.磁场对通电线圈的作用。
知识准备
磁场对电流的作用 1. 磁场对通电直导体的作用
如图2．5所示，在U形磁铁中悬挂一根直导体，并使导体垂直于磁感线，导体两端分别连接于蓄电池的两个极上，未通电时，导体是静止的，如果接通电源，导体就向一边运动，最后到达一个新的位置而平衡下来，若改变电流方向或对调磁极，导体将向另一边运动。这说明通电导体在磁场中将受到作用力，这种作用力称为磁场力。

磁场对通电导线的作用力(原卷版)

1.1 磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向1．安培力：通电导线在中受的力．2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指，并且都与在同一个平面内；让磁感线从垂直进入，并使四指指向的方向，这时所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：，，即F 垂直于B 与I 所决定的平面．二、安培力的大小1．垂直于磁场B 的方向放置的长为l 的通电导线，当通过的电流为I 时，所受安培力为F ＝ . 2．当磁感应强度B 的方向与电流方向成θ角时，公式F ＝ . 三、磁电式电流表1．原理：安培力与电流的关系．通电线圈在磁场中受到而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越．根据的偏转方向，可以知道被测电流的方向． 2．构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．3．特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小．4．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流．缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱．考点一：两根通电导线之间的作用力方向【例1】在正三角形ABC 的三个顶点A 、B 、C 处，各固定有一根垂直于三角形的长直导线，每根导线通有大小相同的恒定电流，电流方向如图所示，已知导线A 受到的安培力大小为F ，则导线C 受到的安培力（）A ．大小为F ，方向平行AB 向左下 B ．大小为F ，方向平行AB 向右上基础知识梳理典型例题分析C，方向垂直AB向右下D，方向垂直AB向左上【变式练习】1．如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有反向电流后，两导线环开始运动，以下关于两导线环运动情况的说法正确的是（）A．二者相互靠近，各自做匀变速直线运动B．二者相互远离，各自做加速度减小的直线运动C．二者相互靠近，各自做加速度减小的直线运动D．二者相互远离，各自做加速度增大的直线运动2．如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。

《电工基础》项目5磁场与磁路

直流电磁铁
交流电磁铁
励磁电流恒定，与励磁电流随空气隙
空气隙无关
的增大而增大
磁滞损耗和涡流损耗
吸力
铁心结构
无
有
恒定不变
脉动变化
由整块铸钢或工程由多层彼此绝缘的
纯铁制成
硅钢片叠成
模块小结
知识点连接
名称磁通磁感应强度磁导率磁场强度磁动势磁阻
符号 Φ B μ H Fm Rm
定义式
Φ=BS
任务一认识电流的磁场一、磁体、磁场与磁感线
不同磁体磁感线表述：
在磁场的某一区域里，如果磁感线是一些方向均匀的平行直线，这一区域称为均匀磁场。距离很近的两个异名磁极之间的磁场，除边缘部分外，就可以认为是均匀磁场
任务一认识电流的磁场二、电流的磁场
直流电产生磁场现象
电流所产生磁场的方向可用右手螺旋定则（安培定则）来判断。
任务四理解磁场对电流的作用
一、磁场对通电直导体作用
安培力及方向
通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力，也称为安培力，通电直导体在磁场内受到的力方向可用左手定则来判断。
任务四理解磁场对电流的作用
一、磁场对通电直导体作用
安培力及大小
把一段导线放入磁场中，当电流方向与磁场方向垂直时，电流所受到的电磁力最大，利用磁感应强度的表达式，F可 BI得l 安培力大小：
线圈的长度，m；
任务三理解磁通与磁感应强度
二、磁场强度
当把圆环线圈从真空中取出，并在其中放入相对磁导率为ur的媒介体，则磁感应强度将真空中的ur倍，即：
B uru0
NI l
u
NI l
上式表明，磁场强度的数值只与电流的大小及导体的形状有关，而与磁场媒介质的磁导率无关，也就是说，在一定的电流值下，同一点的磁场强度不因磁场媒介质的不同而改变，这给工程计算带来了很大的方便。磁场强度也是一个矢量，在均匀介质中，它的方向和磁感应强度的方向一致。

第五节磁场对通电导体的作用

A.改变电流方向，其他不变B.改变磁场方向，其他不变
C.增大电流强度D.同时改变电流方向和磁场方向
12．下列说法正确的是( )
A.电动机是把机械能转化为电能的机器
B.电动机是把电能转化为机械能的机器
C.直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的
D.改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线圈转动的快慢
13．通电导体放置在磁场中，如图12-21所示，则其中导体没有受到磁力作用的是（）
4.直流电动机能把电能转化成_________能。
5．在磁场中的通电导体（）
A．一定受到磁场力的作用B．可能受到磁场力的作用
C．一定不受磁场力的作用D．以上说法均不正确
6．关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向之间的关系，下列说法中错误的是（）
A．电流方向改变时，导体受力方向改变
B．磁场方向改变时，导体受力方向改变
7.小磁针静止在通电螺线管近处，如图所示。请在根据图中小磁针的情况，给电源标出正、负极。
二、进入新课，科学探究
（一）磁场对通电导线的作用
1、通电导线在磁场中要受到力的作用。
2、通电直导线在磁场中受到力的方向与的方向、的方向有关。
(二)电动机的基本构造
1．电动机由两部分组成：
能够转动的线圈，也叫。
固定不动的磁体，也叫。
5．（多选）如图是关于电热和电磁现象的实验，下列说法正确的是
A．图甲是探究电流通过导体产生的热量与通过导体电流大小关系的实验装置
B．图乙是探究电磁感应现象的实验装置
C．图丙中的实验说明通电导体周围存在磁场
D．图丁是探究磁场对通电导体的作用
6.下列的电器设备中，应用了电磁铁的是
A.电烙铁B.电动机C.电磁继电器D.电饭锅

第二章第一节磁场的基本知识

五、磁场对通电线圈的作用
例2-1 直流电动机的工作原理如图2-7所示，在相对放置的N极、S极之间有一个可以绕轴转动的电枢线圈abcd。线圈的首、末端分别连接在两片相互绝缘的换向片(铜片)上，这两个换向片就构成了换向器。试分析该换向器的作用。
图2-7 直流电动机的工作原理
六、霍耳效应
图2-8 金属导体的霍耳效应
解设线圈L1中，由“1”端流入增加的电流i，根据楞次定律可判断出各线圈的感应电动势的极性如图2-18所示。所以端子“1”、 “3”、“5”为同名端，“2”、“4”、“6”亦为同名端。
第四节
铁磁性材料及其磁性能
一、铁磁性材料的磁化
1.磁畴 2.铁磁性材料的磁化 3.磁化曲线 4.磁滞回线
2.铁磁性材料的磁化
图2-11 右手定则
3.感应电动势的大小
三、转动线圈内的感应电动势
图2-12 在磁场中的线圈中的感应电动势
三、转动线圈内的感应电动势
图2-13 直流发电机的工作原理
四、涡流
图2-14 铁心中的涡流 a)整体铁心中的涡流 b)叠片铁心中的涡流
第三节
自感和互感
一、自感
1.自感现象 2.自感
1.楞次定律
3)由右手螺旋定则，判断出感应电动势的方向为A端为“＋”、B端为“-”，感应电流的方向由A端流进检流计。
2.法拉第电磁感应定律
2.法拉第电磁感应定律
2.法拉第电磁感应定律
图2-10 直导体中的感应电动势
二、直导体中的感应电动势
1.在磁场中运动的直导体的感应电动势 2.右手定则 3.感应电动势的大小
第六节
电磁铁
图2-26 电磁铁的结构
二、交流电磁铁
1.交流电磁铁的电磁关系 2.交流电磁铁的吸力和短路环 3.交流电磁铁的特点

磁场对通电导体的作用

磁场对通电导体的作用
磁场对通电导体的作用：
(1)通电导体在磁场里受到力的作用。

力的方向跟磁感线方向垂直，跟电流方向垂直；
(2)通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。

（当电流方向或磁感线方向两者中的一个发生改变时，力的方向也随之改变；当电流方向和磁感线方向两者同时都发生改变时，力的方向不变。

）
(3)当通电导线与磁感线垂直时，磁场对通电导线的力最大；当通电导线与磁感线平行时，磁场对通电导线没有力的作用。

高中物理磁场对通电导线的作用力 2人教版选修3-1

磁场对通电导线的作用力课前预备一、小小信息窗由于地磁场的存在，它屏蔽了宇宙射线，阻止了太阳风暴对地球的袭击，保护了地球生命的延续。

最新的研究成果显示，地球的磁极已经显露出向相反方向移动的征兆，科学家们认为，地球磁场也许即将反转。

如果有一天地球上的南极变成了北极，指南针指向北方，鸟类和其他对磁场敏感的动物将怎样辨别方向？几万年来，蜜蜂、鸽子、鲸鱼、鲑鱼、红龟、津巴布韦鼹鼠等动物一直依赖先天性的本能在磁场的指引下秋移春返，一旦磁场消失，它们的命运很难预测。

然而对于人类来说，最致命的打击莫过于直接暴露在强烈的紫外线辐射之下。

地球磁场真会反转吗？专家认为，地球磁场来自地球深处的地心部分，如图3-15所示。

固体地心，四周处在熔解状的铁和镍液体。

地心在金属液中的运动，产生了电流，形成了地球磁场。

浆凝固时，其中的铁总是按磁场方向排列。

专家把这图3-15一现象称为地球动力学，地球磁场是由地球动力支配的，地心周围的液体物质，总是处在不稳定状态，以非常缓慢的速度转动，一般大约每年移动一度。

如果受到某种干扰时，这个速度会变得越来越快，使原有的磁场偏离极地越来越远，最后发生南北极互换的现象。

由于矿物可以记录过去磁场的方向，科学家利用这一点，推出地球磁场大约每25万年反转1次，在地球45亿年的历史中，地磁的方向已经在南北方向反复变化了数百次。

二、要点综述1．安培力方向〔1〕左手定那么：伸出左手，使拇指与其它四个手指垂直，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，这时拇指所指的方向就是通电导线地磁场中所受安培力方向。

〔2〕理解：电流方向与磁场方向可以是任意夹角，但安培力方向总与电流垂直，总与磁场垂直，即总垂直电流与磁场所构成的平面。

注：电场力方向总与场强方向共线，安培力方向总与磁场方向垂直。

〔3〕安培力方向判别步骤：①明确研究对象；②用右手螺旋定那么或根据磁体的磁场特征，画出研究对象所在处的磁场方向；③由左手定那么判别安培力方向。

磁场对通电导线的作用—安培力

图3-2-6给出一个直流电动机的工作模型，它由磁场（磁体）、转动线圈、滑环、电刷及电源组成。其中，滑环分成两个半圆环A与B，当电流由A流入B时，则从B流出；当电流由B流入时，则从A流出。因此，滑环在其中起到了一个换向器的作用。当线圈通电后，由于受到安培力的作用，线圈在磁场中旋转起来。这就是电动机的工作原理。
B B
B
I F
I
I
B
B
F
I
α
α
B F
I
BI
30 F °
B
F
I α
7.当电流与磁场方向夹角为θ时， F = ILBsinθ
B1
B2
8、安培力的大小
（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。
即： F=ILB
（2）平行时： F＝0
4.磁电式电流表的特点
（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。
例3.长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中，电流的强度为1A，受到磁场作用力的大小为2N，则
磁感应强度B：（ B ）
A、B＝10T C、B≤10T
B、B≥10T D、不能确定
N f
θ
X
F
θ
θ
G
精确实验表明：通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通电导线作用力的大小与导线长度和电流大小都成正比，即
F IL 比例系数与导线所在位置的磁场强弱有关，用符
号B表示（关于它的意义，下节将进一步介绍）则磁场对通
电导线作用力的公式为：
F ILB
4.公式：

高中物理第一章第1节磁场对通电导线的作用力

第一章｜安培力与洛伦兹力第1节磁场对通电导线的作用力核心素养导学物理观念(1)通过实验认识安培力的方向，会计算安培力的大小，了解安培力在生产生活中的应用。

(2)观察磁电式电流表的结构，知道其工作原理。

科学思维(1)会用左手定则判断安培力的方向。

(2)经历一般情况下安培力表达式的得出过程，体会矢量分析的方法。

科学探究经历得出安培力、磁感应强度和电流三者方向关系的过程，体会归纳推理的方法。

科学态度与责任在实验探究的过程中，体会物理知识与科学技术的关系，有较强的学习和研究物理的兴趣，具有实事求是的态度。

一、安培力的方向1．安培力：在磁场中受的力。

2．决定安培力方向的因素(1) 方向；(2) 方向。

3．左手定则：伸开，使拇指与其余四个手指，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从垂直进入，并使四指指向，这时所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

(1)电流方向和磁场方向不一定垂直。

(2)安培力的方向一定和电流方向、磁场方向都垂直。

二、安培力的大小1．当通电导线垂直于磁场B的方向放置：F＝。

2．当通电导线平行于磁场B的方向放置：F＝。

3．如图所示，当通电导线与磁场方向不平行也不垂直时：F＝IlB⊥＝IlB sin θ。

(1)通电导线与磁场方向有夹角时，计算安培力只用垂直分量B⊥。

(2)弯曲的通电导线要应用“有效长度”来计算安培力。

三、磁电式电流表1．结构：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴、铁质圆柱等。

2．物理学原理：通电线圈因受而转动。

1.为什么接通电源之后，会观察到原来静止的导体棒发生摆动？如何改变导体棒摆动的方向？提示：通电导体棒在磁场中受到了安培力的作用；调换磁铁“N、S”极或调换电源“＋、－”极。

2.如图，将通电导线放入匀强磁场中，导线方向和磁场方向不垂直。

判断下列说法的正误。

(1)安培力的方向和磁感线方向一定不垂直。

( )(2)若匀强磁场中磁感应强度为B＝1 T，导线中电流I＝1 A，导线长度l＝1 m，则导线所受安培力F＝1 N。

物理一轮复习专题40 磁场的描述磁场对通电导线的作用力(讲)(含解析)

专题40 磁场的描述磁场对通电导线的作用力1.知道磁感应强度的概念及定义式，并能理解与应用。

2.会用安培定则判断电流周围的磁场方向.3.会用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题．一、磁场、磁感应强度 1．磁场(1)基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用．（2）方向:小磁针的N 极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时北极的指向． 2．磁感应强度（1）物理意义:描述磁场的强弱和方向． (2）大小:ILFB(通电导线垂直于磁场）．（3）方向:小磁针静止时N 极的指向． (4)单位：特斯拉（T ）． 3．匀强磁场（1)定义：磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同的磁场称为匀强磁场． (2）特点匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的、方向相同的平行直线． 4．磁通量(1)概念：在磁感应强度为B 的匀强磁场中，与磁场方向垂直的面积S 与B 的乘积．（2)公式:Φ＝BS .深化拓展（1)公式Φ＝BS 的适用条件：①匀强磁场；②磁感线的方向与平面垂直．即B ⊥S . (2)S 为有效面积．(3）磁通量虽然是标量，却有正、负之分． (4）磁通量与线圈的匝数无关．二、磁感线、通电导体周围磁场的分布1．磁感线：在磁场中画出一些有方向的曲线,使曲线上各点的切线方向跟这点的磁场方向一致． 2．条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线分布（如图所示）3．电流的磁场直线电流的磁场通电螺线管的磁场环形电流的磁场特点无磁极、非匀强，且距导线越远处磁场越弱与条形磁铁的磁场相似，管内为匀强磁场且磁场最强,管外为非匀强磁场环形电流的两侧是N极和S极，且离圆环中心越远,磁场越弱安培定则立体图横截面图4.(1）磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向．（2)磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱，在磁感线较密的地方磁场较强；在磁感线较疏的地方磁场较弱．(3)磁感线是闭合曲线,没有起点和终点．在磁体外部，从N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极．(4）同一磁场的磁感线不中断、不相交、不相切．(5)磁感线是假想的曲线,客观上不存在．三、安培力、安培力的方向匀强磁场中的安培力1．安培力的大小（1）磁场和电流垂直时，F＝BIL.(2）磁场和电流平行时:F＝0.2．安培力的方向(1）用左手定则判定：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）安培力的方向特点:F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I决定的平面．考点一安培定则的应用和磁场的叠加1．安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流的磁场时应分清“因"和“果”。

磁场对通电导线的作用

故线圈向左运动．只有选项A正确．
解法二等效法将环形电流等效成小磁针，如图所示，根据异名磁极相吸引知，线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，也可判断出线圈向左运动，选A. 答案：A
三、归纳总结
判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路：
答案：B
例2 如图所示，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线圈平面．当线圈内通以图示方向的电流后，线圈的运动情况是( ) A．线圈向左运动 B．线圈向右运动 C．从上往下看顺时针转动 D．从上往下看逆时针转动
解析：解法一电流元法首先将线圈分成很多小段，每一小段可看作一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受到的安培力情况如图所示．根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，
研究对象: 通电明确导体所在位置的磁
导线或导体
场分布情况
导体的运动方向或导体的受力情况确定运动趋势的方向
利用左手定则
磁场对通电导线的作用
一、知识梳理
磁场对通电导线的作用——安培力
1.安培力的方向 (1)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
一个平面这时
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)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相吸引，异向电流互
(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，异向电流相互排斥； ②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.（慎重） (5)转换研究对象法：定性分析磁体在电流磁场作用的受力和运动时，可先分析电流在磁体的磁场中受到的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流的作用力.

3.2_磁场对通电导线的作用力——安培力 (1)

请同学们思考：紧挨
着的相同的蹄形磁体排放
在一起的目的是什么？
保持导线中的电流不变，改变排放的磁铁的个数，猜想导线受到的力会怎样变化呢？如果通电导线于磁场方向平行时，导线的受力情况又会呢？请同学们猜想！
实验表明：
（1）当通电导线与磁场方向平行时，导线不受力；
（2）当通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通电导
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 可以将磁感应强度 B 正交分解成 B⊥ ＝ Bsin θ 和 B∥＝Bcos θ，而B∥对电流是没有作用的．
F＝B⊥IL＝BILsin θ，即 F＝BILsin θ.
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
例、如图所示，蹄形磁铁固定，通电直导线AB可自由运动，当导线中通以图示方向的电流时，俯视导体，导体AB将（AB的重力不计） A、逆时针转动，同时向下运动 N S B、顺时针转动，同时向下运动 C、顺时针转动，同时向上运动 D、逆时针转动，同时向上运动
向里
I F N
F
S
N
F
S
向外
A、逆时针转动，同时向下运动
练习3 、如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽 L＝0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为 m＝ 0.2kg的金属棒ab，电源电动势 E＝12V，内阻r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻 R 应为多大？（ g 取 10m/s 2 ，其它电阻不计）
I
B B I I B
I
θ
θ
B

电工技术基础与技能(第4章)

固定电容器
可变电容器
微调电容器
电解电容器
2．电容器的参数额定电压：通常也称耐压，是指在允许的环境温度范围内，电容器在电路中长期可靠地工作所允许加的最大直流电压。在交流电路中工作时，交流电压的峰值不得超过电容器的额定电压，否则电容器中的介质会被击穿进而造成电容器损坏。标称容量：指电容器上所标明的电容量的数值。标称容量越大，表示电容器储存电荷的能力越强。允许误差：指电容器的实际容量与标称容量之间允许的最大偏差范围，一般标在电容器的外壳上。一般有极性电容器的允许误差范围较大，例如铝电解电容器为。
4.2 磁场与电磁感应
4.2.1 磁场的基本概念
1．磁体、磁极和磁场自然界中有一种物体，它具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，我们把物体的这种特性称为磁性，把具有磁性的物体称为磁体。磁体的两端吸引铁的能力最强，这个磁性最集中的区域称为磁极。实验证明，任何磁体都有两个磁极。一个在水平面内可以自由转动的磁体，静止时它总是一个磁极指向南方，另一个磁极指向北方。我们把指向南方的磁极称为南极，用S表示；把指向北方的磁极称为北极，用N表示。任何磁体的磁极总是成对出现的，即使把一个磁体打成两段，磁体的每一半也都有它自己的北极和南极，常见磁体的磁极指向如图所示。磁极之间具有同性磁极相互排斥、异性磁极相互吸引的特性。
C
式中，C，Q，U的单位分别为法拉（F）、库仑（C）、伏特（V）。电容是描述电容器容量大小的物理量，代表了电容器储存电荷的能力。电容的单位是法拉（F），简称法，常用单位还有微法（μF）、皮法（pF）等，它们之间的换算关系为
Q U
1 F 106 F
12 ， 1pF 10 F
【例】将一个电容量为60μF的电容器接到4.5 V的直流电源上，求带电后电容器所带的电荷量。解：

磁场对通电导线的作用课件

,它又处在磁场中,在磁场力的作用下,它就会转动起来;要想改变铝盘的转动方向, 也就是通电导体的受力方向,有两种方法:可以改变铝盘中的电流方向, 也可以改变磁场的方向.
一、安培力
活动与探究如图所示,用两根细铜丝把一根直导线悬挂起来,放入蹄形磁铁形
三、电动机
电动机在生产、生活中有着广泛的应用,其原理就是通电导线在磁
场中受到安培力作用工作的.各种电动机都由定子和转子组成.
预习交流 3
如图所示,把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在蹄形磁铁之间,盘的下边缘浸在液态水银中,把转轴和导电液体水银分别接在一直流电源的两极上,铝盘就会转动起来.为什么?用什么方法可以改变铝盘的转动方向?
例 1如图所示,放在台秤上的条形磁铁两极未知,为了探明
磁铁的极性,在它中央的正上方固定一导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向外的电流,则( )
A.如果台秤的示数增大,说明磁铁左端是北极 B .如果台秤的示数增大,说明磁铁右端是北极 C .无论如何台秤的示数都不可能变化 D .以上说法都不正确
答案:可以类似地引入物理量“磁感应强度”,但定义时不能引入试探电荷.
解析:因为磁场对静止的电荷没有作用,所以无法通过其受力来定
义物理量,但磁场对电流有力的作用,因此可以通过引入直线电流,根据
其受力来定义磁感应强度.
迁移与应用
例 2关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.磁场中某处的磁感应强度大小,就是长度为 L、所通电流为 I 的一段直导线放在该处时,通电导线所受安培力 F 与 I、L 乘积的比值
答案:这个实验说明通电导线在磁场中会受力,受力的方向与磁场方向以及电流的方向有关.
二、磁感应强度 1.一段通电直导线垂直放在磁场里所受的安培力与导线中的电流

电工考试题多选题

一、多选题（电工基础）1. 用楞次定律可以确定（BD）。

B．线圈中因磁通变化而产生的感应电动势的方向D．线圈中因磁通变化而产生的感应电流的方向2. 正弦交流电的三要素是（ABC）。

A．最大值B．角频率C．初相角3. 在纯电阻电路中，以下有关电能的说法中正确的有（BD）。

B．在相同时间内，相同电压条件下，通过的电流越大，消耗的电能就越多D．在相同时间内，相同电流条件下，电阻值越小，消耗的电能就越少4. 有关电路中电流流向的说法，正确的有（AC）。

A．在电源内部从电源的负极流向正极C．在外电路中从电源的正极流向负极5. 以下有关电流表的使用方法，说法正确的有（ACD）。

A．测量时是将电流表串联在电路中B．测量时是将电流表并联在电路中D．电流表的量程应大于被测电路中实际电流的数值6. 在纯电阻的交流电路中，以下说法正确的有（ACD）。

A．电流与电压的相位相同C．电路的有功功率等于各电阻有功功率之和D．电流的有效值乘以电阻等于电压的有效值7. 三相交流电与单相交流电相比，以下说法正确的是（AC）。

A．三相发电机比尺寸相同的单相发电机输出功率要大C．一般情况下单相交流电都是从三相交流电中取得8. 以下有关均匀磁场的说法中正确的有（AD）。

A．各处磁感应强度相同的磁场称为均匀磁场D．磁感应强度有时又称磁通密度9. 当一物体带有电荷时，以下说法正确的有（AD）。

A．该物体周围必然有电场存在D．该物体具有一定的电位能10. 以下有关直流电路电功率的说法正确的有（AD）。

A．某段电路的电功率P等于电路两端的电压U与通过该段电路的电流I的乘积，即P ＝UI D．当通过电阻R的电流I一定时，电阻R消耗的电功率P与电阻R的大小成正比11. 在纯电容的交流电路中，以下说法正确的有（AB）。

A．电流的相位超前电压相位90°B．电压的有效值与电流有效值的比值为容抗12. 在电力系统中提高功率因数的意义有（ABD）。

磁场对通电导体的作用 (2)

谢谢观赏！
变式训练3、如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m、长为 L的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ 角，处于平衡状态．（1）若该装置处于竖直向上的匀强磁场中，求该磁场的磁感应强度B；（2）为了使棒平衡在该位置上，求所需的磁场最小的磁感应强度的大小和方向。
三、安培力作用下通电导体的平衡问题
通电导线在磁场中的平衡分析思路 (1)选定研究对象；
(2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等
，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F
安⊥B、F安⊥I；
(3)列平衡方程进行求解。
例3、如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹角为θ ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50 T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝ 0.50 Ω 的直流电源．现把一个质量m＝0.040 kg的导体ab放在金属导轨上，导轨棒静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R＝2.5 Ω ，杆 ab与导轨间的动摩擦因数为μ =0.5，假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，金属导体电阻不计，g取10 m/s2.已知sin37° ＝0.60，cos37°＝0.80，求： (1)导体棒受到的安培力大小； (2)导体棒受到的摩擦力大小； (3)若在电路中串联一个可调电阻来调整回路中的电流，试求使杆ab静止不动的电流范围是多少？
【规范解答】 E (1)根据闭合电路欧姆定律I＝ R r ＝1.5 A. 导体棒受到的安培力F安＝BIL＝0.30 N. (2)导体棒受力如图，将重力正交分解 F1＝mgsin 37°＝0.24 N F1＜F安，根据平衡条件 mgsin 37°＋Ff＝F安解得：Ff＝0.06 N.

电磁感应有关知识

电磁感应有关知识1、磁铁具有吸引铁、钴、镍等金属的能力，俗称吸引石。

2、磁场有磁力作用的空间，叫做磁场。

磁场由永久磁铁产生，也可由电流通过导线产生。

3、磁极磁场最强的地方称为磁极。

磁极有南极（S）和北极（N），磁极同性相斥，异性相吸。

4、磁力线磁场可用磁力线表示，磁力线有以下特点：1）磁力线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向。

2）磁力线是互不交叉的闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，磁体内部由S极指向N极。

3）磁力线越密磁场越强，磁力线越疏磁场越弱。

5、均匀磁场磁力线均匀分布而又相互平行的区域，称为均匀磁场。

6、电流的磁效应电流通过导线产生磁场，这种现象叫做电流的磁效应。

磁场的方向可用右手螺旋定则判断。

1）通电直导线磁场方向如下图所示：右手握导线，大拇指指向电流方向，弯曲四指所指的方向即为磁场方向。

2）通电螺旋管线圈磁场方向如下图所示：右手握线圈，四指指向电流方向，大拇指所指的方向即为磁场方向。

7、磁通垂直通过某一面积S的磁力线数叫作磁通。

Φ=BS8、磁感应强度1）磁感应强度是描述磁场中各点磁场强弱和方向的物理量，磁场中某点磁感应强度的方向就是该点磁力线的切线方向，大小等于一根具有单位长度，并与磁场方向相垂直的导体，通过单位电流时所受到的作用力。

B=F/IL 单位为特斯拉，简称特（T），工程上磁感应强度的单位是高斯（Gs），1T=10000Gs2）由B=Φ/S可知磁感应强度的大小等于与磁场方向垂直的单位面积上的磁通，故磁感应强度又称为磁通密度，简称磁密。

9、磁场强度取决于激磁电流、导体的形状和布置状况，与介质的性质无关，方向与所在点的磁感应强度方向相同。

10、磁导率磁导率是表示磁场中媒介质磁性能的物理量，又叫磁导系数。

11、相对磁导率媒介质磁导率与真空磁导率的比值称为相对磁导率。

1）反磁物质相对磁导率略小于1，如铜、银和炭等。

反磁物质仅受到磁场非常微弱的排斥。

2）顺磁物质相对磁导率略大于1，如锡和铝等。