通电导体在磁场中的受力PPT课件

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/s2，其它
电阻不计）
B
a
R
B FN
F
30° b E r
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如果是一闭合回路 受力又是多少?
I
θ
I
B
θ
B
B
R I
B
三. 磁电式电表
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2019/7/30
2、电流表的工作原理
1、蹄形磁铁和铁芯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，它的平面都跟磁感应线平行，当 电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力， 这两个力产生的力矩使线圈发生转到，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
结论二：两电流不平行时，有转动到相互 平行且方向相同的趋势。
练习1、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……（ A ）
A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB
B
B、顺时针方向转动，同时离开导线AB C、逆时针方向转动，同时离开导线AB C
4、通电导线在磁 场中受到的力
——安培力
磁场对通电导线(或电流)的作用力称为安培力 一、安培力的方向 猜测:哪些因素会影 响导线受力的方向
电流的方向和磁场的方向
1、改变导线中电流的方向， 观察受力方向是否改变。
2、上下交互磁场的位置以改变磁 场的方向，观察受力方向是否变化
一.安培力的方向
安培力的方向
例：在倾斜角为θ的光滑斜面上,置一
通有电流I,长为L,质 量为m的导 体棒， 如图所示,在竖直向上的磁场中静止， 则磁感应强度B为 _________.
B
N
F
×
θ mg
如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹 角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上 磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V， 内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多
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。
安培力的应用----物体运动的判定方法： 1、电流微元法:
N
S
2、等效分析法: 环形电流、通电螺线管、条形磁铁 3、特殊位置分析法:
N
S
4、利用结论法：
结论一：两电流平行时，同向电流之间 相互吸引，反向电流相互排斥；
少？(其他电阻不计)
1.如图，一根长L，质量为m的导线用
软导线悬挂在方向水平的磁感应强度
为B的匀强磁场中，现要使悬绳张力为
0，则导线中电流应为多少？方向如何
B
如果其他都不变，磁场方向相反，绳子的张力变为多 大?
如果其他都不变，磁场方向变为竖直向上，平衡时绳 子的张力变为多大?
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
2 、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正
中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，
A 给导线通以由N向M的电流，则(
)
A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用
? 电流方向相反时，将会排斥。
分析：
F
I
I
F
电流方向相同
电流方向相反
FI
F I
二、安培力的大小
电流元：很短的一段通电导线中的电流I 与导线长度L的乘积IL. 理想模型
方法：用检验电流元来研究磁场强弱
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
对公式的理解 F＝BIL
★只适用匀强磁场
★不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关 ★L是有效长度，不一定是导线实际长度
【例3】如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等 边直角三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力 怎样求？大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向 怎样？如果电流沿ab边从a到b，ab边受安培力多大？
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
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
2019/7/30
左手定则:
N
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。
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
S
垂直电流和磁场所确定的平面
D、逆时针方向转动，同时靠近导线AB
I D
I
A
结论：两通电导线有达到电流方向相同，并靠
近的趋势
M
通电矩形导线框abcd与无限长通电 直导线MN在同一平面内，电流方向
a
d
如图所示，ab边与NM平行。判断线 I1 I2
框将如何运动
M
aBd I1 I2
b
c
N
bc
N
正确答案：B、C
应用二--安培力作用下物体的平衡问题：
【例1】画出图中第三个量的方向。
B B
I F
I
I
B
B
F
I
B F
I
BI
30 F °
B
α
α
B
F
I α
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。在什么情况下两条 导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用 学过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检 验你的预测。
电流方向相同时，将会吸引;