通电导线在磁场中受到的力(课堂PPT)

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通电导线在磁场中受到的力 课件

通电导线在磁场中受到的力 课件

图3-4-7
[答案] 1.5 Ω≤R≤16.5 Ω [解析] ab杆刚好不下滑时受力如图甲所示,设此时安培力为F1,变阻器 接入电路的电阻为R1,根据平衡条件有 FN1=mgcos θ+F1sin θ mgsin θ=μFN1+F1cos θ 又F1=BI1L,I1=, 解得R1=16.5 Ω
ab杆刚好不上滑时受力如图乙所示,设此时安培力为F2,变阻器接入电路的 电阻为R2,根据平衡条件有 FN2=mgcos θ+F2sin θ mgsin θ+μFN2=F2cos θ 又F2=BI2L,I2= 解得R2=1.5 Ω 故1.5 Ω≤R≤16.5 Ω.


考点二 安培力的计算 [想一想]你知道电流天平和电流表的工作原理吗?电流在磁场里的受力与哪些 因素有关?
[要点总结] 1.在磁感应强度为B的匀强磁场中,长为L的导线通 入电流I: (1)若磁场和电流垂直,则F=BIL; (2)若磁场和电流平行,则F=0; 2.公式中L指的是“有效长度”.弯曲导线的有效 长度L等于连接两端点的线段的长度(如图3-4-3所 示);相应的电流沿L由始端流向末端.
[要点总结] 电流所受的安培力的方向既跟磁场的方向垂直,又跟电流的方向垂直,所以安培 力总是垂直于磁感线和通电导线所确定的平面. F⊥B,F⊥L,但L与B不一定垂直.
例1 画出图3-4-2中通电直导线A受到的安培力的方向. 图3-4-2
如图所示
[解析] (1)中电流与磁场垂直,由左手定则可
பைடு நூலகம்
判断出A所受安培力方向如图甲所示.
圈左、右两边所受的安培力的方向相反,于是架在
轴上的线圈就要转动,通过转轴收紧螺旋弹簧使其
变形,反抗线圈的转动,从线圈偏转的角度就能判断

通电导线在磁场中受到的力课件

通电导线在磁场中受到的力课件
出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小,但
不受摩擦力。
(2)画出条形磁铁的磁感线,其通过通电导线的那一条,可看出导
线受到的安培力竖直向下,因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。
(3)把条形磁铁等效为通电螺线管,上方的电流是向里的,与通电
导线中的电流是同向电流,所以互相吸引。
答案:减小 零
θ,θ是B与I的夹角。
(2)公式F=ILBsin θ中:
①B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度,不必考虑导
线自身产生的磁感应强度的影响。
②L是有效长度。匀强磁场中弯曲导线的有效长度L,等于连接两
端点直线的长度(如图),相应的电流沿L由始端流向末端。
2.F=ILBsin θ的适用条件
导线所处的磁场应为匀强磁场;在非匀强磁场中,公式仅适用于
的位置确定时,可唯一确定I的方向;已知F、I的方向时,磁感应强度
B的方向不能唯一确定。
【例题1】
条形磁铁放在粗糙水平面上,正中的正上方有一导线,通有图示
方向的电流后,磁铁对水平面的压力将会
(选填“增大”“减小”或“不变”)。水平面对磁铁的摩擦力大小


解析:本题有多种分析方法。
(1)画出通电导线中电流的磁场,其通过两极的那条磁感线,可看
间的方向关系正确的是(
)
解析:由左手定则可判断,选项A中安培力的方向竖直向上,选项B
中安培力的方向水平向左,选项C中安培力的方向水平向左,选项D
中不受安培力。选项A正确。
答案:A
探究一安培力的方向
质量为m的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,给导线通以垂直于纸面向外的电流,

高中物理 第3章 第4节 通电导线在磁场中受到的力课件

高中物理 第3章 第4节 通电导线在磁场中受到的力课件

背诵——相关名言警句 1.捐躯赴国难,视死忽如归。
——曹植 2.以身许国,何事不敢为?
——岳飞 3.我爱我的祖国,爱我的人民,离开了它,离开了他们,我就无法生存, 更无法写作。
——巴金
4.我荣幸地以中华民族一员的资格,而成为世界公民。我是中国人民的儿 子。我深情地爱着我的祖国和人民。
——邓小平
[知识·梳理]
保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可
栏 目

能为( )

A.z正向,mILgtan θ B.y正向,mILg
C.z负向,mILgtan θ D.沿悬线向上,mILgsin θ
【审题指导】(1)先对导体棒受力分析,画出示意图,特别标记
为了保持平衡安培力的可能方向.
(2)根据左手定则确定安培力的方向,由F、B、I的方向关系就
►尝试应用 1.如下图所示的通电导线在磁场中受力分析正确的是(C)
栏 目 链 接
解析:注意安培定则与左手定则的区分,通电导体在磁场中的 受力用左手定则.
知识点二 安培力的大小
1.垂直于匀强磁场放置,长为L的直导线,通过的电流为I 时,它所受的安培力F=BIL,为最大值.
2.当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时,F=BILsin θ. 3.当磁感应强度B的方向与导线方向平行时,安培力等于零.
恰好等于安培力,则导线能平衡,即BIL=mg,此时B=mILg,
所以B正确;磁感应强度方向为z负方向,根据左手定则,直导
线所受安培力方向沿y正方向,若导体棒受力平衡,则根据平衡条件
BIL=mgtan θ,所以B=mgtIaLn θ,所以C正确;磁感应强度方向
沿悬线向上,根据左手定则,直导线所受安培力方向如图,则直导

《通电导线在磁场中受到的力》ppt课件人教版1

《通电导线在磁场中受到的力》ppt课件人教版1

练习:垂直放在磁场里的通电直导线如图所示,并已标明电 流,磁感应强度和安培力这三个物理量中两个物理量的方向, 试在图中标出第三个物理量的方向.
例4、画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向
三、电流表的工作原理
1、磁电式电表的构造:
磁场、螺线弹簧、线圈(连指针刻度等)
2、极靴和铁芯使磁场都沿半径方向辐型均匀分布的
磁体的受力得出最终结果.
若不在中央?
例4:如图11-2-5(a),相距20cm的两根光滑平行铜导轨, 导轨平面倾角为a=370,上面放着质量为80g的金属杆ab,整个 装置放在B=0.2T的匀强磁场中.
(1)若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在导轨上,
必须通以多大的电流. ( 15A )
(2)若磁场方向垂直斜面向下,要使金属杆静止在
v=
2 BILs m
每个人的心灵深处都有着只有他自己 理解的 东西。 对具有高度自觉与深邃透彻的心灵的 人来说 ,痛苦 与烦恼 是他必 备的气 质。 在一切创造物中间没有比人的心灵更 美、更 好的东 西了。 唯有心灵能使人高贵。所有那些自命 高贵而 没有高 贵的心 灵的人 ,都像 块污泥 。 一个人只要他有纯洁的心灵,无愁无 恨,他 的青春 时期, 定可因 此而延 长。 能充实心灵的东西,乃是闪烁着星星 的苍穹 ,以及 我内心 的道德 律。 你的心灵常常是战场。在这个战场上 ,你的 理性与 判断和 你的热 情与嗜 欲开战 。 无所事事并非宁静,心灵的空洞就是 心灵的 痛苦。
导轨上,必须通以多大的电流。 ( 12A )
例5:根据磁场对电流会产生作用力的原理,人们研制 出一种新型的发射炮弹的装置——电磁炮,其原理如图112-9所示,把待发射的炮弹(导体)放置在强磁场中的两平行 导轨上,给导轨通入大电流,使炮弹作为一个载流导体在 磁场作用下沿导轨加速运动,并以某一速度发射出去,试 判断图中炮弹的受力方向,如果想提高某种电磁炮的发射 速度,理论上可怎么办?

3-2第3章第4节--通电导线在磁场中受到的力PPT课件

3-2第3章第4节--通电导线在磁场中受到的力PPT课件
10
判定以下通电导线所受安培力的方向
B
I F I
B IBiblioteka BBFIB
I
F
BI
30 F
°
B
α
α
B
F
I
α
11
三、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
2. 该磁场是否匀强磁场?
该磁场并非匀强磁场
3. 该磁场有什么特点?
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。
18
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动。
第三章 磁场
第四节 通电导线在磁场中受到的力
1
安培力是电磁学中极为重要的常见的力,安培力作为一 种常见的电磁力,主要以小知识点穿插在综合性问题之 中,特别是方向的判断。教学中应该提醒学生注意安培 力与库仑力的区别。电荷在电场中某一点受到的库仑力 是一定的,方向与该点的电场方向要么相同,要么相反 。电流在磁场中某处受到的磁场力,与电流在磁场中放 置的方向有关。一般情况下的安培力大于零而小于BIL, 方向与磁场方向垂直。在安培力方向的描述中,应用动 画三维呈现,给学生以最直观的了解。
(1)当 I⊥B 且为匀强磁场,此时电流所受的安培力最大。
(2)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。

高中物理通电导线在磁场中受到的力ppt课件

高中物理通电导线在磁场中受到的力ppt课件
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.
第三章 磁场
第三章 磁场
1.判定安培力的方向应注意的问题 在解决有关磁场对电流的作用问题时,能否正确判断安 培力的方向是解决问题的关键,在判定安培力方向时要注意 以下几点: (1)安培力的方向总是既与磁场方向垂直,又与电流方 向垂直,也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决 定的平面.所以判断时要首先确定磁场与电流所确定的平面, 从而判断出安培力的方向在哪一条直线上,然后再根据左手 定则判断出安培力的具体方向.
答案:
第三章 磁场
2.安培力大小的计算 计算安培力大小时,要注意理解和灵活应用公式F= ILB和F=ILBsin θ. (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. 弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度(如 下图所示);相应的电流沿L由始端流向末端.
第三章 磁场
(2)当磁场和电流成θ角时,如下图所示.
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. 第三章 磁场
(3)安培力公式一般用于匀强磁场,或通电导线所处区 域的B的大小和方向处处相同.如果导线各部分所处的位置 B的大小、方向不相同,应将导体分成若干段,使每段导线 所处的范围B的大小和方向近似相同,求出各段导线受的磁 场力,然后再求合力.
第三章 磁场
(3)在因果关系上:安培定则中的“电流”是“因”, 磁场为“果”,正是有了电流(直流电流、环形电流、螺线 管电流)才出现了由该电流产生的磁场;左手定则中的“磁 场”和“电流”都是“因”,磁场对通电导线的作用力是 “果”,有因才有果,而此时的两个“因”对产生磁场的作 用力来说缺一不可.

通电导线在磁场中受到的力完整版课件

通电导线在磁场中受到的力完整版课件

【思路点拨】 解答本题要把握以下两点: (1)把平面图转化为立体图。 (2)安培力的方向应用左手定则判断。
【解析】选C。根据左手定则,A中受力方向应该向下,A错 误;B中电流方向与磁场方向平行,不受力,B错误;C正确; D中受力方向应垂直纸面向外,D错误。
安培力的大小及磁电式仪表 1.探究安培力的大小 从第2节的学习中我们已经知道,垂直于磁场B放置、长为L的 一段导线,当通过的电流为I时,它受的安培力F=BIL,这时 导线受的安培力最大,试讨论下面两种情况下安培力的大小。 (1)当磁感应强度B的方向与导线方向平行时。 提示:当磁感应强度B的方向与导线方向平行时,导线受的安 培力最小,为零。
难点:安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系。
一、安培力的方向 1.安培力 _通__电__导__线__在磁场中受的力。 2.决定安培力方向的因素 (1)_电__流__方向。 (2)_磁__感__应__强__度__方向。
3.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。
【判一判】 (1)安培力的方向一定与电流的方向垂直。( ) (2)通电导体只要在磁场中就会受到安培力。( ) (3)由于线圈偏转角度与电流大小成正比,所以磁电式仪表的刻 度盘的刻度是均匀的。( )
提示:(1)根据左手定则可以判断,安培力的方向一定与电流的 方向垂直,故(1)正确。 (2)当磁感应强度方向与电流方向平行时,安培力为零,故(2)错 误。 (3)线圈偏转角度与通过的电流大小成正比,所以磁电式仪表的 刻度盘的刻度是均匀的,从刻度盘上就可以读出被测电流大小, 故(3)正确。

通电导线在磁场中受到的力 课件 (共23张PPT)

通电导线在磁场中受到的力 课件 (共23张PPT)

课 堂 小 结
磁场对通电导线的作用力---安培力
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。
1.当导线和磁场垂直时 F=BIL 2、当导线和磁场平行时 F=0 3.当导线和磁场夹角θ时 F=ILB sinθ
第三章第四节
通电导线在磁场中受到的力
知识回顾 如何描述磁场的强弱?
安培力:通电导线在磁场中受到的力称为 安培力
一、安培力的方向
猜想:安培力的方向与什么因素有关?
实验方案
F
I × 〇
B
I ⊙
B
F
I × 〇 F
B
F
I ⊙
B
(一)
(二)
(三)
(四)
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.
(1) 在匀强磁场中,磁感应强度B与导线垂直
F=ILB (2)平行时:F=0
I
B
θ
问题:若既不平行也不垂直呢?
B
公式:
B1
θ
B2
F=ILBsinθ
θ表示磁场方向与导线方向间的夹角
三、磁电式电流表
பைடு நூலகம்
1、线圈为什么会转动?
2、线圈为什么不能一直转动 下去?
3、为什么指针偏转角度的大 小可以说明被测电流的强弱 4、如何根据指针偏角的方向 来确定电 路上电流的方向? 5、使用时要特别注意什么?
2017年11月15日
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2、通过阅读课本,会计算匀强磁场中安培 力的大小。并知道在不同的情况下安培力 的计算方法。
3、通过阅读课本,知道磁电式电流表的构
造以及运用安测量电流大小和方向的基本
原理。
3
蹄形磁铁的磁场磁感线
4
做实验,回答问题
观看安培力方向与哪些因素有关的实验, 注意下列问题:
1、通过实验得出安培力的方向与哪些因素 有关?
)A
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
第三章 第四节
通电导线在磁场中受到的力
复习提问:
1、磁感应强度的定义式 2、通电直导线的磁场方向及判断
安培在研究磁场与电流的相互作用方面 做出了杰出的贡献,为了纪念他,人们把 通电导线在磁场中受的力称为安培力。
2
学习目标
1、通过实验,知道安培力的方向与哪些因 素有关,总结用左手定则判断安培力方向 的方法。
=0.69N
b பைடு நூலகம்a
15
B
三、磁电式电流表
1、磁电式电流表的构造:刻度盘、指针、蹄形磁 铁、极靴(软铁制成) 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形 铁芯(软铁制成)。
.
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。 16
[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. [问题]该磁场是否匀强磁场?
该磁场并非匀强磁场
[问题]该磁场的特点?
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.
17
2、电流表的工作原理
18
2、磁场对电流的作用力与电流成正比,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越大,因而根据指针 的偏转角度的大小,可以知道被测电流的强弱。
的大小和方向
B
I
B
IF
FI
30°
B
0.02N
0
0.02N
垂直导线斜
水平向右
向左上方
例4.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。
ɑ=300
Fab=Fac
c
Fbc = 0N =BILSin600
同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。
阅读课本,回答问题
1、当导线垂直于磁场放置时,所受的 安培力大小为多少? 2、当导线平行于磁场放置时,所受的 安培力大小为多少? 3、如果导线与磁场的方向成θ角时,如 何计算安培力?
11
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时: F = ILB (B⊥L)
表盘的刻度均匀,θ∝I 3、当线圈中的电流方向发生变化时,安培力的 方向也随之改变,指针的偏转方向也发生变化, 所以根据指针的偏转方向,可以知道被测电流 的方向。
19
电流表的特点
1、灵敏度高,可以测量很弱的电流, 但是绕制线圈的导线很细,允许通 过的电流很小; 2、电流和安培力成正比,所以电流 表的刻度是均匀的; 3、电流方向改变,安培力方向也 改变,线圈朝相反方向转动。
20
如图所示,在玻璃皿的中心放一个 圆柱形电极,沿边缘内壁放一个圆 环形电极,将两电极接在电池的两 极上,然后在玻璃皿中放入盐水, 把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场中, N极在下,S极在上,盐水就会旋转 起来.
21
巩固练习
1、如图所示的四种情况,通电导体均置 于匀强磁场中,其中通电导线不受安培
力的是( C)
2、安培力的方向与这些因素的方向有何关 系?
3、在表示各个方向时,它们与左手的关系 如何?
5
一.安培力的方向
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 磁感线穿入手心,四指 指向电流的向,这时拇 指所指的就是通电导体 所受安培力的方向。
B I F
7
【例1】画出图中所受安培力的方向。
表示磁感线垂直于纸面向外, 表示磁 感线垂直于纸面向里, 表示电流垂直于纸 面向外, 表示电流垂直于纸面向里。
F
F
F
垂直于纸面向里
注:安培力的方向既与导线垂直,又与磁感应强 度垂直。即:垂直于(B与I)决定的平面。
【例2】画出图中通电导线棒所受安培力的方 向。
F F
平面图--侧视图
平行电流间的相互作用
B I F
2.当电流与磁场方向平行时: F = 0 (B//L)
3.当电流与磁场方向夹θ角时:
B1
B2
F = ILBsinθ
B
F
B⊥
B
B∥
I
(θ为B与L的夹角)
例3.将长度为20cm、通有0.1A电流
的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁
场的方向如图所示,已知磁感应强度为
1T。试求出下列各图中导线所受安培力
练习2:安培力方向的判断
表示磁感线垂直于纸面向外, 表示磁 感线垂直于纸面向里, 表示电流垂直于纸 面向外, 表示电流垂直于纸面向里。
B
F=0
I
F
B
I
B
F I
B I
F=0
B FI
BI
30 F
°
23
3 、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,
给导线通以由N向M的电流,则(
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