5.3 磁场对电流的作用力

5.3 磁场对电流的作用力

考纲要求：熟练掌握左手定则以及磁场对电流作用力的计算。

教学目的要求：1、掌握磁场对电流作用力的大小和方向的判断。

2、理解通电线圈在磁场中的受力分析和力矩计算。

教学重点：磁场对电流作用力大小和方向。

教学难点：通电线圈在磁场中的受力分析。

课时安排：2节课型：复习

教学过程：

【知识点回顾】

一、磁场对电流的作用力

1、磁场对电流作用力大小F=

注意：（1）单位

（2）适用于匀强磁场。

2、磁场对电流作用力的方向

（1）方法：

（2）此方法：B、I方向可以得到方向；B、F方向可以得到方向；I、F 方向可以得到方向。（两两垂直）

二、通电线圈在匀强磁场中所受力矩的分析

1、矩形线圈在磁场中的受力情况：

ad边、bc边与磁力线倾斜θ角

Fad= 方向：；

Fbc= 方向：。

Fad、Fbc大小，方向，在上，是力，不产生，不会使线圈发生偏转。

ab边、cd边与磁力线相垂直

Fab= 方向：；

Fcd= 方向：。

Fab、Fcd大小，方向，不在上，是一对，产生，从而使线圈发生偏转。当转动到时，线圈停止转动。

2、分析：通电线圈在匀强磁场中所受力矩

M=

（其中θ为）

θ=00时，M= （）θ=900时，M= （）

【课前练习】

一、判断题

1、通电矩形线圈在磁场中的力矩方向也可用左手定则判断。( )

2、磁电式仪表中的磁场是匀强磁场。( )

3、磁场力的方向和磁场方向及电流方向一定是两两垂直。( )

二、选择题

1、电流与电流之间存在力作用的实质是( )

A．电磁与电磁间的相互作用 B．电场与电磁间的相互作用

C．磁场与电磁间的相互作用 D．磁场与磁场间的相互作用

2、如图示，磁极中通电直导体的受力情况是

A．向上受力 B．向下受力

C．向左受力 D．向右受力

3、如图所示，矩形框的ab、dc边的有效长度相同，则矩形框有 ( )

A．向上运动趋势 B．向下运动趋势

C．向左运动趋势 D．向右运动趋势

4、数匝通电线圈在磁场中会受到电磁转矩的作用，其转矩的计算公式为（式中α为磁

力线与线圈平面的夹角） ( )

A．M=BIS B．M=BIScosα C.M=NBISsinα D.M=NBIScosα

三、填空题

1、通电导线与磁场方向成某一角度θ时，受到的作用力公式为，当θ=Л/2时，F= ，当θ=0O。时，F= .

2、通电矩形线圈在磁场中要受到电磁力矩的作用，其公式可以是：M=NBIScosα，则α的意义是。有时也可以用公式M=NBISsinθ表示，则θ的意义是。

3、由于磁电式仪表的通电线圈受到的力矩M与被测的电流I成比，所以电流表的刻度是，如用它来改装成欧姆，刻度是。

4、两根平行导体中的电流方向相同时，两根导体将；当电流方向相反时，两根导体将___ _。

四、分析计算题

1、标出图中电流或力的方向。

2、在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，有一长度为50 cm的导线，导线中的电流为

10 A，导线与磁力线的夹角分别为O O、30 O和90 O时，求导体各受力大小？

【例题讲解】

例1：如图示，矩形线圈ab=cd=50 cm，ad=bc=20 cm，共有200匝，电磁铁上的线圈产生的匀强磁场的磁感应强度为0. 1T，则

(1)为使线圈abcd按图示方向转动，所受力矩为0.4 N*M，则线圈中的电流为多大？

方向如何？（在图中标出）

(2)线圈由图中位置转动30度后，力矩为多少？

【巩固练习】

1、在磁感应强度为0.02 T的匀强磁场中，放置一个长为40 cm，宽为25 cm的矩形线圈，线圈匝数为1000匝，线圈中的电流为2A，求线圈所受到的最大力偶矩。

【课后复习】

一、选择题

1、如图所示，一不会变形的通电矩形线框abcd所在平面跟方向水平的匀强磁场垂直，电流

I的方向从a→b→c→d→a，则（）

A．bc边所受安培力方向向上，cd边所受安培力方向向下

B．bc边所受安培力方向向左，ad边所受安培力方向向右

C．ab边、cd边受安培力作用，bc边、ad边不受安培力作用

D.整个线框受犁四个安培力的合力为零

2、如图所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的方法是（）

A.不改变电流和磁场的方向，适当增大电流

B.只改变电流方向，并适当减小电流

C.不改变磁场和电流的方向，适当减小电流

D.同时改变磁场方向，并适当增大磁感应强度

3、如图所示、，条形磁铁放在水平桌面上；在正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁

垂直，给导线以垂直纸面向外的电流；则（）

A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用

B. 磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用

C．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用

D．磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用

4．如图所示，一矩形通电线框 abcd可绕其中一轴OO’转动，线框处在如图与OO’垂直的匀强磁场中，在磁场作用下，线框开始转动，关于线框受磁场作用的情况，下列说法中不正确的是 ( )

A．线框从图示位置转动90O的过程中，ad、bc两边所受磁场力逐渐增大

B. 线框从图示位置转动90O的过程中，ab、cd两边所受磁场力逐渐增大

C. 线框从图示位置转动90O的过程中，ab、cd两边所受磁场力逐渐减小