安培力的大小
安培力大小
亥姆霍兹线圈
二、安培力大小
由 B=F/IL
得 F=BIL
在匀强磁场中,通电直导线与磁场方向垂直的情况下
F
F=BIL
安培力的大小
S I I
S
I
S θ
N
N
N
当B⊥I时
F=ILB
当B∥I时
F=0
当B和I夹角为θ时, F的方向?F的大小?
通电直导线与磁场方向不 垂直的情况怎样处理? 把磁感应强度B分解为两个分量: 垂直 B1=B sinθ 平行 B2=B cosθ
【形象表述】穿过这个面的磁感线条数。
【变形】B=Φ/S 磁感应强度大小等于穿 过单位面积的磁通量,因此 磁感应强度大小也叫做磁通 密度,单位Wb/m2。
磁通量的计算
当B与S垂直时: 当B与S不垂直时:
Φ=BS
Φ=BScos0
本节结束
注意:
①公式适用于导体所在范围内B是一个恒量
②θ为电流方向与磁场方向之间的夹角
思考1: 如下图所示,直导线长1m,电流I=0.5A, 磁场强度B=2T,求导线受到的安培力大小;
x x x
x
I
x
x
x
x
x
思考2: 如下图所示,两根直导线各长1m,夹角60°, 电流I=0.5A,磁场强度B=2T,求导线受到的 安培力大小;
磁感应强度
磁感应强度与磁感线的关系:
①磁感线上某点的切线方向即为该处的磁感应 强度方向;
②磁感线的疏密表示磁感应强度的强弱;
【习题1】
单选题
关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.在磁场中某确定位置,B与F成正比,与I、L的乘积成反比
B.磁感线的指向就是磁感应强度的方向 C.垂直磁场放置的通电导线的受力方向即是磁感应强度的方向 D.磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、 导线长度、导线取向无关
安培力ppt
P146/练1. 如图所示,条形磁铁放在水平粗糙桌面上,它 的左端上方固定一根与条形磁铁垂直的长直导线,导线 中通以如图示方向的电流时,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. 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: 由牛顿第三定律,磁铁受到等大反向的力F F I 对磁铁进行受力分析 可知 支持力N 增大, 摩擦力f 向左 B
(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
a
I
b
例. 两条长直导线AB和CD相互垂直,彼此相隔一很小距离 ,通以图所示方向的电流,其中AB固定,CD可以其中心为轴 自由转动或平动,则CD的运动情况是( C ) B I (A)顺时针方向转动,同时靠近导线AB (B)顺时针方向转动,同时离开导线AB C D (C)逆时针方向转动,同时靠近导线AB I (D)逆时针方向转动,同时离开导线AB A
T
M
B T
N F
由左手定则, 电流方向应向右.
mg
mg
例3. 一根长为a 的金属棒用长为b 的两根导线悬挂起来, 如图所示,通以电流I ,金属棒静止在某一匀强磁场中, 此时导线与竖直方向夹角为θ,则保持这一状态并使磁感 应强度B取最小值时,磁场的方向应与竖直向上的方向 θ 角,此时金属棒所受到的磁力矩为 BILb 。 成 解:画出金属棒的左视图并分析 受力如图: θ θ I a
S N
F
练习1、如图所示,条形磁铁放在水平粗糙桌面上,它 的正中间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 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, I B 磁铁受到等大反向的力F 对磁铁进行受力分析: 可知 支持力N 增大, 摩擦力f =0
安培力(精华版)课件
安培力的方向
根据左手定则判断,即伸开左手,让大拇指与四指在同一平面内并垂直,然后将左手放入 磁场中,让磁感线穿过掌心,四指指向电流方向,大拇指所指方向即为安培力的方向。
安培力的大小和方向
安培力的大小
根据公式F=BILsinθ计算,其中B为磁感应强度,I为电流强度,L为导线在磁场 中的有效长度,θ为电流与磁场的夹角。
左手定则
将左手伸开,让大拇指与其余四指垂直,然后将左手放入磁 场中,让磁感线垂直穿过手心,四指指向电流方向,大拇指 所指方向即为安培力方向。
判断安培力的方向
电流方向与磁场方向垂直时,安培力方向与电流方向垂直; 电流方向与磁场方向平行时,安培力方向与电流方向平行。
右手定则:将右手伸开,让大拇指与其余四指垂直,然后将 右手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,大拇指指向电流 方向,四指所指方向即为安培力方向。
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磁悬浮列车的工作原理
总结词
磁悬浮列车利用安培力实现列车与轨道 的完全分离,减少摩擦力,提高运行速 度。
VS
详细描述
磁悬浮列车通过在轨道和列车底部安装电 磁铁,当电流通过轨道上的电磁铁时,产 生磁场,与列车底部电磁铁的磁场相互作 用,产生向上的安培力,使列车悬浮在轨 道上方。由于没有接触,摩擦力大大减少 ,因此列车可以高速运行。
安培力计算中的单位换算
• 安培力单位为牛(N),电流单位为安(A),磁感应强度单位 为特(T),长度单位为米(m)。在进行单位换算时,需要将 各个物理量的单位统一到国际单位制中。例如,可以将安培力 的单位换算为牛米(Nm),电流的单位换算为安秒(As), 磁感应强度的单位换算为特米(Tm)等。
THANKS
根据安培力的公式F=BIL,安培力的大小与电流的大小成正比,电流越大,安培力越大。
安培力大小
实验1:当通电导线长度一定时,安培力与电流的关系?
安培力大小与电流有关
二、安培力的大小 2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下:
实验2:当电流一定时,安培力与通电导线长度的关系?
安培力大小与通电导线长度有关
二、安培力的大小 2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下:
结论:通电导线在同一磁场中 受到的安培力大小F与导线长 度和电流I的有关.
二、安培力的大小 猜想:安培力的大小与哪些因素有关?
通电导线的长度 电流的大小
磁场的强弱 磁场方向与电流方向关系
【实验方法】控制变量法
二、安培力的大小
1、当通电导线方向与磁场方向平行时,通 电导线所受的安培力的大小为_______ 零
二、安培力的大小 2、研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下:
磁感应强度
磁感应强度与磁感线的关系:
①磁感线上某点的切线方向即为该处的磁感应 强度方向;
②磁感线的疏密表示磁感应强度的强弱;
【习题1】
单选题
关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.在磁场中某确定位置,B与F成正比,与I、L的乘积成反比
B.磁感线的指向就是磁感应强度的方向 C.垂直磁场放置的通电导线的受力方向即是磁感应强度的方向 D.磁感应强度的大小、方向与放入磁场的通电导线的电流大小、 导线长度、导线取向无关
②不同的磁场中,比值F/IL一般是不同的;
磁感应强度
定义:物理学规定,通电导线与磁场方向垂直
时,通电导线所受的安培力F与跟电流I和导线
长度L的乘积IL的比值。(用B表示)
F 定义式: B IL
(比值定义)
磁感应强度 单位:特斯拉,简称特,符号T, 1T=1N/Am
通电导线在磁场中受到的力
通电导线在磁场中受到的力一、安培力的方向1.安培力:通电导线在磁场中受的力。
2.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。
3.安培力方向与磁场方向、电流方向的关系:F ⊥B ,F ⊥I ,即F 垂直于B 和I 所决定的平面。
二、安培力的大小1.垂直于磁场B 放置、长为L 的通电导线,当通过的电流为I 时,所受安培力为F =ILB 。
2.当磁感应强度B 的方向与导线方向成θ角时,公式F =ILB sin_θ。
1.安培力方向的特点(1)当电流方向跟磁场方向垂直时,安培力的方向、磁场方向和电流方向两两相互垂直。
应用左手定则判断时,磁感线从掌心垂直进入,拇指、其余四指和磁感线三者两两垂直。
(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时,安培力的方向仍垂直于电流方向,也垂直于磁场方向。
应用左手定则判断时,拇指与四指、拇指与磁感线均垂直,但磁感线与四指不垂直。
1.(多选)如图所示,F 是磁场对通电直导线的作用力,其中正确的示意图是( )2、在赤道上空,水平放置一根通以由西向东的电流的直导线,则此导线( )A .受到竖直向上的安培力B .受到竖直向下的安培力C1.同一通电导线,按不同方式放在同一磁场中,受力情况不同,如图3-4-4所示。
图3-4-4(1)如图甲,通电导线与磁场方向垂直,此时安培力最大,F =ILB 。
(2)如图乙,通电导线与磁场方向平行,此时安培力最小,F =0。
(3)如图丙,通电导线与磁场方向成θ角,此时可以分解磁感应强度,如图丁所示,于是有安培力大小为F =ILB sin θ,这是一般情况下安培力的表达式。
2.对安培力的说明(1)F =ILB sin θ适用于匀强磁场中的通电直导线,求弯曲导线在匀强磁场中所受安培力时,L 为有效长度,即导线两端点所连直线的长度,相应的电流方向沿L 由始端流向末端,如图3-4-5所示。
安培力
4.推论分析法:(1)两直线电流相互平行时无转动趋势,方向 相同时相互吸引, 方向相反时相互排斥; (2)两直线电流不平行 时有转动到相互平行且电流方向相同的趋势. 5.转换研究对象法:因为电流之间,电流与磁体之间相互作 用满足牛顿第三定律, 这样定性分析磁体在电流磁场作用下如 何运动的问题,可先分析电流在磁场中所受到的安培力,然后 由牛顿第三定律,确定磁体所受电流作用力,从而确定磁体所 受合力及运动方向.
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应为多少?(其他电阻不计)
[例 3] 质量为 m=0.02 kg 的通电细杆 ab 置于倾角为 θ=37° 的平行放置的导轨上, 导轨的宽度 d=0.2 m,杆 ab 与导轨间的动 摩擦因数 μ=0.4,磁感应强度 B=2 T 的匀 强磁场与导轨平面垂直且方向向下,如图 3 -4-12 所示。现调节滑动变阻器的触头, 图 3-4-12
图 3-4-10
解析:ab 段所受的安培力大小 Fab=ILB,方向向右,bc 段 所受的安培力大小 Fbc=ILB,方向向上,所以该导线所受安培力 为这二力的合力,F= 2ILB,方向沿∠abc 的平分线斜向上。
[重点诠释]
(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。
探究安培力
安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。 一、安培力的大小 1.当电流与磁场方向垂直时,F = ILB
2.当电流与磁场方向夹θ角时,F = ILBsinθ
二、安培力的方向
左手定则:
—— 伸开左手,使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂 直,让磁感线垂直穿入手心,使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。
物理教案安培力
物理教案安培力一、教学内容本节课的教学内容来自于人教版物理教材《物理学》必修第三册第十章第一节,主要内容包括安培力的概念、安培力的大小计算公式以及安培力的应用。
具体内容有:1. 安培力的定义:通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
2. 安培力的大小计算公式:F = BIL,其中F为安培力,B为磁场强度,I为电流,L为导线长度。
3. 安培力的方向:根据右手定则,将右手放入磁场中,让手指指向电流方向,拇指指向磁场方向,安培力的方向即为拇指所指的方向。
4. 安培力的应用:安培力在实际生活中的应用,如电动机、发电机等。
二、教学目标1. 理解安培力的概念,掌握安培力的大小计算公式和方向判断方法。
2. 能够运用安培力知识解释实际问题,提高学生的物理素养。
3. 培养学生的实验操作能力,提高学生的科学探究能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点:安培力方向判断方法的运用,以及安培力在实际问题中的运用。
2. 教学重点:安培力的大小计算公式,以及安培力的实验探究。
四、教具与学具准备1. 教具:磁场发生器、电流表、导线、开关等。
2. 学具:学生实验器材、笔记本、笔等。
五、教学过程1. 实践情景引入:让学生观察电动机的工作原理,引导学生思考电动机是如何产生力的。
2. 讲解安培力的概念,演示实验,让学生直观地感受安培力的存在。
3. 讲解安培力的大小计算公式,让学生理解安培力与磁场强度、电流、导线长度之间的关系。
4. 讲解安培力的方向判断方法,让学生能够准确地判断安培力的方向。
5. 课堂练习:让学生运用安培力知识解释实际问题,如电动机的工作原理。
6. 布置作业:让学生运用安培力知识解决实际问题,提高学生的应用能力。
六、板书设计1. 安培力的概念2. 安培力的大小计算公式:F = BIL3. 安培力的方向判断方法4. 安培力的应用七、作业设计1. 题目:计算一段通电导线在磁场中受到的安培力,已知磁场强度B为0.5T,电流I为2A,导线长度L为0.3m。
磁学中的安培力计算
磁学中的安培力计算在物理学的广阔领域中,磁学一直占据着重要的地位。
而安培力作为磁学中的一个关键概念,对于理解电磁现象以及解决相关问题具有至关重要的意义。
安培力,简单来说,是指通电导线在磁场中所受到的力。
要计算安培力,首先需要了解几个关键的因素。
电流是其中的一个重要因素。
电流的大小直接影响着安培力的大小。
电流越大,所受到的安培力通常也就越大。
想象一下,一条粗大的导线中流过强大的电流,它在磁场中的受力情况必然比细小电流的导线要显著得多。
磁场的强度也是不能忽视的。
磁场越强,导线所受到的安培力也就越强。
就好像在一个强风环境中,物体所受到的风力会更大一样,在强磁场中,电流导线受到的安培力也会更大。
还有一个关键因素就是导线在磁场中的长度,以及导线与磁场方向的夹角。
导线越长,受到的安培力往往越大。
而夹角的大小则决定了力的有效作用程度。
当导线与磁场方向垂直时,安培力达到最大值;当导线与磁场方向平行时,安培力则为零。
那么,如何具体计算安培力的大小呢?这就需要用到安培力的计算公式:F =BILsinθ 。
其中,F 表示安培力的大小,B 表示磁场的磁感应强度,I 是导线中的电流强度,L 是导线在磁场中的有效长度,θ 则是导线与磁场方向的夹角。
为了更好地理解这个公式,让我们通过一些具体的例子来进行分析。
假设我们有一根长度为 2 米的直导线,通有 5 安培的电流,处于磁感应强度为05 特斯拉的匀强磁场中,并且导线与磁场方向垂直。
那么,根据公式可以计算出安培力的大小为:F = 05×5×2×sin90°= 5 牛顿如果导线与磁场方向的夹角变为30°,那么此时的安培力大小则为:F = 05×5×2×sin30°= 25 牛顿从这两个例子可以看出,夹角的变化会直接影响安培力的大小。
在实际应用中,安培力有着广泛的用途。
例如,电动机就是利用安培力的原理来工作的。
高三物理安培力
031.上海市静安区07-08学年第一学期期末检测 17 17、如图所示,两根平行的长直导线a和b中通有大 小相等、方向相反的电流,此时导线a受到的磁场 力大小为F1,当再加入一个与导线所在平面垂直的 匀强磁场后,导线a受到的磁场力大小变为F2,若 把所加的匀强磁场反向,则此时导b受到的磁场力 大小变为 ( D ) a b A、F2, I I B、F -F ,
③ Md a
cN 0
b
题目
(4)设量程扩大后,磁感应强度变为B′,则有
2BI m ab mg k( bc x )
由①⑤得 代入数据得 B′= 0.10 T
⑤ ⑥
k bc B 2 I m ab
⑦
题目
第 2页
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流通过 ,铜棒发生摆动 。 已知最大偏转角为37, 则在摆到最大偏角的过程中铜棒的重力势能增加了 4 0.018 __________J ,恒定电流的大小为__________A (不 计空气阻力)。
37°
a
B
b
036.江苏泰州市07~08学年度第二学期期初联考 4 4.如图(甲)所示,两平行导轨与水平面成θ角倾
间中,睁开了眼睛.他の申念中,感知到了毒吙教大军の逼近.(本章完)第三二伍零章最大の错误第三二伍零章最大の错误(第一/一页)毒吙教在呐一方区域气焰滔天,连那些城市の城主都对其退避三舍,除大教主是道法境の强者之外,毒吙教の教众数量庞大也是一个叠要原因.大教主和二教 主,率领毒吙教大部分成员,逼近雨觉城.呐一次攻破雨觉城,可就不仅仅是要控制呐座城市了,他们要对雨觉城进行屠杀.便是普通の居民,他们也不打算放过.感知到毒吙教人众距离雨觉城已经不远,鞠言睁开了眼睛,而后闪身出了房间.袁菲带着城中守卫历量,悬在城市の边缘,袁菲等人已 经能够看到,远端出现了大量模糊の身影.而且,空间内の灵历和道则也出现了明显の变化.他们都知道,毒吙教の人到了.“大小姐,毒吙教の人已经到了.”柴阳统领屏住呼吸,目光盯着前方,口中说道.“大小姐,曲风城の援兵,还没有到.”罔辉队长摇了摇牙齿说道.曲风城呐座城市,与雨觉 城相邻.袁泊还活着の事候,他与曲风城の城主也是朋友.呐一次,袁菲向周边几个城市求援,只有曲风城の城主答应帮助雨觉城对抗毒吙教.而其他城市,要么根本就不见袁菲派出の使者,要么就直接拒绝.然而,曲风城城主答应援助雨觉城,可是到现在,袁菲等人尚未看到来自曲风城の援 兵.“恐怕是不会来了,大小姐,俺们只能靠自身了.”柴阳统领摇摇头无奈の表情说道.“唰!”鞠言突然现身,在袁菲の身前.“鞠言大人.”袁菲三人,都向鞠言见礼.鞠言一摆手,目光看向前方说道:“毒吙教の人,即将抵达了.”“是の!”袁菲点头说道:“鞠言大人,俺们雨觉城唯一の 援兵曲风城,尚未派人过来.曲风城,可能不会有人来了.”之前鞠言就说过不需要援兵,但袁菲还是派人向几个城市求援了.“没关系,俺们本就不需要哪个援兵.”鞠言笑着不在意の说道.“既然毒吙教已经来了,那俺们也出去吧!”鞠言话音落下,身体便向着城外飞出.“鞠言大人,不 可!”柴阳统领连忙说道:“俺们在城市之中,依仗城市大阵の防御,还能多坚持一些事间.”鞠言没有回应柴阳统领,在柴阳说完呐句话后,鞠言已经飞出了城市阵法の笼罩圈子.“大小姐?”柴阳统领看向袁菲.袁菲咬了咬贝齿道:“一起出去!如果鞠言大人挡不住毒吙教,那俺们即便有 城市阵法防御,最后の结果也不会有哪个改变.”袁菲也向阵法之外飞去,罔辉队长和柴阳统领,也都咬牙跟了上去.雨觉城の守卫队伍,则在众人之后.“大教主,雨觉城の人,居然出城了.”二教主看到从城市内飞出の鞠言等人,对大教主说道,同事不屑の笑了一声.“嗯,俺看到了.”大教主 点了点头道:“在袁菲前面の那个人,应该就是杀死老三の修善者了吧?”“应该就是此人了,名字叫鞠言.”二教主点头.“外面很多人都说,呐个鞠言,也是道法境の修善者.呵呵,俺倒要看看,他の实历究竟有多强.”大教主冷笑了一声,目中杀意凛然.“呐家伙再强,在大教主面前,也得乖 乖趴着.”二教主咧着嘴,顺势拍了一记马屁.终于,毒吙教の众人,与雨觉城の众人,都停了下来.双方,都悬在天际之上,遥遥相对.毒吙教の人数,比雨觉城の人数多拾倍不止.“袁菲,本座真是没有想到,你有胆子回来.”大教主目光望着袁菲开口说道.“不回来,怎么杀你!”袁菲也不示弱. 虽然看上去,双方の实历差距实在是悬殊巨大,但是战斗尚未开始,呐气势不能弱了.“哈哈,杀俺?就凭你呐小娃娃?你父亲袁泊,在本座面前都不值一提.你呐小娃儿,也想杀本座?真是笑话!”大教主狂笑了一声,阴鸷の面颊显得狰狞.“俺听说,你找了一个帮手,此人叫鞠言.现在,那个叫鞠 言の混账东西,敢站出来吗?”大教主接着说道.听到呐句话,鞠言笑着说道:“俺就是鞠言,看来你就是毒吙教の教主了.”“没错,本座便是毒吙教大教主!鞠言,俺不知你是从何处而来,但你插手俺毒吙教の事情,呐是你此生犯下の最大の错误.本座,连后悔の机会都不会给你.今天,你将葬 身于此.”大教主高声说道.“是吗?想杀俺,凭几句话可不行,得靠实历.毒吙教の三教主也想杀俺,可结果呢?”鞠言笑了一声,不在意の说道.听到鞠言呐句话,毒吙教上下人众,全都露出一副愤怒の表情.此事,在毒吙教与雨觉城对峙人群の东边,有另一群人出现.呐群人中为首の,正是曲风 城城主苗怀.苗怀城主,答应了袁菲の求援,他也真の带着一支队伍来了.苗怀城主等人,正看着对峙中の双方.“城主大人,毒吙教人多势众,那大教主实历强绝.俺们,真の要帮雨觉城吗?”一名站在苗怀身边の修善者,看向苗怀城主说道.苗怀城主要帮助雨觉城对抗毒吙教,其实是有不少反对 声音の.便是苗家内部,便有长老反对.苗怀城主,是仗着身份,强行推动了对雨觉城の援助.“是啊!城主大人,那雨觉城根本就没有胜算,即便俺们曲风城相助,胜算也不大.即便能获胜,必定也是惨胜,俺们曲风城の损失将会非常大.到事候,如果有其他敌人出现,那俺们曲风城连自保の历量 都将没有.”又有有人低沉の声音说道.“好了,都不要说了.”苗怀城主凝声道:“俺当然知道,帮助雨觉城对俺们曲风城来说风险有多大.但是,俺既然答应了雨觉城,就要说到做到!”苗怀城主此举,也是为了还人情,他欠袁泊城主の人情.第一次毒吙教攻打雨觉城の事候,苗怀城主来不及 组织历量援助雨觉城.呐次,他决心要帮袁泊の女儿抵挡毒吙教.第三二伍一章毒吙教覆没第三二伍一章毒吙教覆没(第一/一页)苗怀城主态度极为坚决,他身边の人也明白,想劝阻城主改变主意是很难の事情.“注意了!”苗怀城主目光一直看着雨觉城之外.“毒吙教似乎要动手了.”苗怀 城主说道:“当毒吙教,向雨觉城发动攻击之后,俺们从毒吙教の后方发起攻击.在第一波攻击之中,俺要求你们每个人,将最强の攻击手段都释放出来.俺们要争取,在最短の事间内,给予毒吙教最为沉叠の打击.”“如此一来,俺们和雨觉城の损失,能够降到最低程度.”苗怀城主目中精光连 闪.“明白!”“是,城主大人.”苗怀城主麾下众人,纷纷应声.……毒吙教大教主,没能探出鞠言の来历.他询问鞠言来自何方,鞠言没有回答他.“袁菲小姐,俺要出手了.”鞠言对身边の袁菲说道.“鞠言大人,毒吙教内,大教主实历最强.鞠言大人你对上大教主,一定要小心.”袁菲申色凝 叠,目光望着鞠言.“无妨.”鞠言道.柴阳统领和罔辉队长对鞠言の话,都不置可否.“杀!”毒吙教大教主,发出了攻击の命令.他是想知道鞠言の来历,想探一下,看鞠言背后是否有哪个大の势历.但在鞠言不回答の情况下,他也管不得那么多了,他不想继续浪费事间.在大教主一声令下之后, 大量の毒吙教,发出震耳欲聋の吼叫声,伴随着阵阵道则,向袁菲等人冲杀而来.声势浩大,令人望而生畏.“动手!”曲风城苗怀城主,在同事发出了攻击の命令.他要求曲风城の人员,从侧面向毒吙教掩杀过去,接触之后,在毒吙教の背后,给其痛击.曲风城の人员,一个个催动申历道则,以最 快速度冲出,他们同样怒吼喊杀.“是曲风城!”“大小姐,曲风城の城主来了,苗怀城主来了.”“哈哈,曲风城相助俺们雨觉城了.”“大小姐,呐一次俺们有救了.苗怀城主,亲自带领军队!”罔辉队长和柴阳统领,都无比振奋看着那个方向,是曲风城人员杀出の位置.袁菲,也露出欣喜の表 情.呐个事候の鞠言,则是不紧不慢の,闪身悄无声息の前进了数百米.而后,鞠言慢慢の抬起手臂.一事间,天地震颤,申历道则如龙卷风一般咆哮而出.在上方の天空,一个巨大の光影出现.定睛看去,能够发现,在那光影之中,有一柄长剑若隐若现.“杀!”鞠言口中发出一个低沉有历の声音. 那光影之中の长剑,猛の震颤了一下,发出明亮の剑吟声.紧接着,那长剑在原地转了一圈,形成一个圆盘剑光.“嗖嗖嗖!”一道道剑芒,从圆满剑光之上迸发而出.呐些剑
安培力的方向是怎样的呢?安培力的方向既跟磁场方向垂
小
结
• 运动电荷在磁场中所受的磁场力叫洛伦兹力.
• 运动电荷速度方向与磁场方向平行时,洛伦兹 力大小为F=0.
• 运动电荷速度方向与磁场方向垂直时,洛伦兹 力大小为F=qvB. • 当电荷运动方向与磁场方向夹角为θ时,洛伦 兹力大小F=qvBsinθ. • 洛伦兹力的方向可由左手定则来判定.
来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的 方向射向赤道上空的某一点,则这些质子在进 入地球周围的空间时,将( B )
设有一段长为L,横 截面积为S的直导线, 单位体积内的自由电荷 数为n,每个自由电荷 的电荷量为q,自由电 荷定向移动的速率为v. 这段通电导线垂直磁场 方向放入磁感应强度为 B的匀强磁场中,求
v
v
v v
(1)通电导线中的电流 I (2)通电导线所受的安培力
nqvS
F安 BIL B(nqvS) L
自然界中美丽的极光
•电视机显像管
显象管的工作原理
3.5 磁场对运动电荷 的作用力(1)
• 磁场对通电导线有力的作用,电 流是由电荷的定向移动形成的 • 由此我们会想到:磁场对通电导 线的安培力可能是作用在大量运 动电荷上的力的宏观表现,也就 是说磁场对运动电荷可能有力的 作用.
一、磁场对运动电荷存在作用力
(2)对于负电荷四指指向电流方向即指 向电荷运动的反方向.
例题 • 如图表示磁场B的方向、电荷运动v的方向和 磁场对运动电荷作用力f方向的相互关系,其 中B、v、f的方向两两相垂直,不正确的图 是 ( ) C
例题
• 画出图中带电粒子所受洛仑兹力的 方向或粒子运动方向.(请同学上 来画)
三、洛伦兹力的大小
作业Leabharlann 质量m=0.1×10-3kg的小物块,带有电量为 q=5×10-4C的正电荷,放在斜面上,斜面的倾角 α=30°,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.4。设 整个斜面放在匀强磁场中,B=0.5T,方向如图, 若斜面足够长,问: • (1)物块下滑时,能达到的最大速率为多少? • (2)如果将磁场反向,其他条件不变,物块下 滑时将发生什么情况?
2019年高考物理双基突破:专题20-安培力(精讲)(含解析)
一、安培力的大小1.安培力计算公式:当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时,F=BIL sinθ。
这是一般情况下的安培力的表达式,以下是两种特殊情况:(1)磁场和电流垂直时:F=BIL。
(2)磁场和电流平行时:F=0。
磁场对磁铁一定有力的作用,而对电流不一定有力的作用。
当电流方向和磁感线方向平行时,通电导体不受安培力作用。
2.公式的适用范围:一般只适用于匀强磁场.对于非匀强磁场,仅适用于电流元。
3.弯曲通电导线的有效长度L:等于两端点所连直线的长度,相应的电流方向由始端指向末端,因为任意形状的闭合线圈,其有效长度L =0,所以通电后在匀强磁场中,受到的安培力的矢量和一定为零。
4.公式F=BIL的适用条件:(1)B与L垂直;(2)匀强磁场或通电导线所在区域的磁感应强度的大小和方向相同;(3)安培力表达式中,若载流导体是弯曲导线,且与磁感应强度方向垂直,则L是指导线由始端指向末端的直线长度。
【题1】如图,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。
线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°。
流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。
导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力A.方向沿纸面向上,大小为(2+1)ILBB.方向沿纸面向上,大小为(2-1)ILBC.方向沿纸面向下,大小为(2+1)ILBD.方向沿纸面向下,大小为(2-1)ILB【答案】A【解析】ad 间通电导线的有效长度为图中的虚线L ′=(2+1)L ,电流的方向等效为由a 沿直线流向d ,所以安培力的大小F =BIL ′=(2+1)ILB .根据左手定则可以判断,安培力方向沿纸面向上,选项A 正确。
【题2】如图,两根平行放置的长直导线a 和b 载有大小相同、方向相反的电流,a 受到的磁场力大小为F 1,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a 受到的磁场力大小变为F 2,则此时b 受到的磁场力大小变为A .F 2B .F 1-F 2C .F 1+F 2D .2F 1-F 2 【答案】A【题3】如图所示,AC 是一个用长为L 的导线弯成的、以O 为圆心的四分之一圆弧,将其放置在与平面AOC 垂直的磁感应强度为B 的匀强磁场中。
高考物理二轮复习讲义:专题7+感应电荷量的应用
专题7 感应电荷量的应用1.安培力的冲量大小感应电流通过直导线时,直导线在磁场中要受到安培力的作用,当导线与磁场垂直时,安培力的大小为F=BIL。
方法1 微元法由于感应电流通常变化,所以安培力为变力,求时间t内安培力的冲量必须用微元法,在极短时间∆t内认为安培力为定值,则安培力冲量大小为I i=BI i L∆t = BLq i,求和可得全过程安培力冲量大小为I = BL∆q,其中∆q为此过程流过导体棒任意截面的电荷量。
方法2 平均电流法设此过程电流对时间的平均值为I,则∆q=It,所以安培力冲量通用表达式为:BILt BL q=∆,即感应电荷量与时间和安培力的冲量相联系。
2.感应电荷量在前面利用平均感应电流I=ER与和平均感应电动势E nt∆Φ=解得感应电荷量q=I t = nR∆Φ。
如果是由于导体棒切割产生的感应电荷量,则B S BLxq n nR R∆==,其中x为导体棒运动的距离,即感应电荷量与空间距离相联系。
3.感应电荷量的时空联系感应电荷量连接空间距离和安培力的冲量,因此在非匀变速运动中,如果题目求导体棒的位移,通常用感应电荷量和动量定理求解。
在分析电磁感应问题中,往往求解物体的初速度v0、末速度v、时间t、位移x、电荷量q 这5个物理量的时候,通常采用安培力的冲量,按此模型处理方法进行处理。
4.实例分析以2022年6月浙江选考19题第3问为例,如图1所示,用于推动模型飞机的动子(图中未画出)与线圈绝缘并固定,线圈带动动子,可在水平导轨上无摩擦滑动。
线圈位于导轨间的辐向磁场中,其所在处的磁感应强度大小均为B 。
开关S 与1接通,恒流源与线圈连接,动子从静止开始推动飞机加速,飞机达到起飞速度时与动子脱离;此时S 掷向2接通定值电阻R 0,同时施加回撤力F ,在F 和磁场力作用下,动子恰好返回初始位置停下。
若动子从静止开始至返回过程的v -t 图如图2所示,在t 1至t 3时间内F =(800-10v )N ,加速度不变恒为a =160m/s 2,t 3时撤去F 。
安培力专题
安培力专题一、知识要点1、安培力的大小与方向:(1)安培力的大小安培力的大小可由F=BIL求出(I⊥B),使用此式时应注意几点:①导线L所处的磁场应为匀强磁场。
②L为有效长度,如图4所示,半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置,当导线中通以电流I时,安培力。
(2)安培力的方向——左手定则不管电流方向是否与磁场垂直,安培力的方向一定垂直电流和磁场所在(3)两平行通电直导线的相互作用同向电流相互吸引,反向电流相互排斥。
2、力作用下的物体平衡:(1)有安培力参与的物体平衡,此平衡与前面所讲的物体平衡一样,也是利用物体平等条件解题,其中安培力是众多受力中的一个。
(2)与闭合电路欧姆定律相结合的题目。
主要应用:①全电路欧姆定律;②安培力求解公式F=BIL;③物体平衡条件。
(3)在安培力作用下的物体平衡的解题步骤和前面我们学习的共点力平衡相似,一般也是先进行受力分析,再根据共点力平衡的条件列出平衡方程。
其中重要的是在受力分析过程中不要漏掉了安培力。
安培力作为通电导线所受的外力参与受力分析,产生了通电导体在磁场中的平衡、加速及做功问题,这类问题与力学知识联系很紧,解题时,把安培力等同于重力、弹力、摩擦力等性质力;对物体进行受力分析时,注意安培力大小和方向的确定;求解时注意运用力学中静力学、动力学及功和能等有关知识解此类题可以有效地培养综合运用能力,必须引起重视。
二、典型例题例1. 如图7,在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线,电流强度为I,磁感应强度为B,求各导线所受到的安培力。
图7A图中,这时不能死记公式,而写成,要理解公式本质是有效长度或有效磁场,正确分解。
B图中,B⊥I,不论导线再怎么放,也在纸平面内,故。
C图是两根导线组成的折线abc,整体受力实质上是两部分直导线分别受力的矢量和,其有效长度为ac(即从a →c的电流)。
故。
同理,从a→b的半圆形电流,分析圆弧上对称的每一小段电流,受力抵消合并后,其有效长度为ab,。
安培力解读
安培力解读安培力,也称为磁场对电流的作用力,是由法国物理学家安培在19世纪初通过研究电磁现象而得出的一个重要物理定律。
该定律描述了电流在磁场中受到的作用力,并且是麦克斯韦方程组的一部分。
理解和解读安培力的原理和应用对于理解电磁学和应用物理学具有重要意义。
安培力的原理可以通过在磁场中放置一个电流环的实验来理解。
当一个导线构成一个圆环,并通过该环的电流时,环内的电流会与环外的磁场相互作用。
安培力的方向可以通过右手定则来确定,右手的大拇指指向电流方向,其他四根手指握住环的方向,那么手的方向指向的就是安培力的方向。
根据安培力的公式,安培力的大小和电流的大小、磁场的强度以及二者之间的夹角有关。
安培力的大小可以通过以下公式计算:F = BILsinθ,其中F表示安培力的大小,B表示磁场的强度,I表示电流的大小,L表示电流所在导线的长度,θ表示磁场和电流之间的夹角。
从这个公式可以看出,安培力和电流的大小成正比,磁场的强度也成正比,但是与磁场和电流之间的夹角的正弦值成反比。
这意味着,如果电流和磁场平行,安培力的大小将为零,因为正弦值为零。
如果电流垂直于磁场,安培力的大小将达到最大值,因为sin90°=1安培力在实际应用中有广泛的用途。
例如,安培力常被应用于电动机和发电机等电动设备中。
在电动机中,当电流通过螺线管时,电流在磁场中发生作用,导致线圈开始旋转。
在发电机中,通过旋转导线圈产生电流,并受到磁场的作用力,导致线圈继续旋转从而产生电流。
此外,安培力还被应用于磁悬浮技术。
磁悬浮列车利用磁场和电流之间的相互作用,通过将磁场产生器内的电流通过导线加载到轨道上,产生的安培力和轨道上的磁场相互作用,从而实现列车的悬浮效果。
除了应用于实际设备中,安培力的物理原理还被应用于科学实验和测量中。
例如,安培力可以用来测量电流的大小。
通过测量电流所受的安培力,可以根据上述公式计算出电流的大小。
总之,安培力是研究电磁现象中重要的物理定律之一、理解和解读安培力的原理和应用对于理解电磁学理论和应用具有重要意义。
n匝线圈安培力公式
n匝线圈安培力公式
n匝线圈安培力公式是描述电流通过线圈时所产生的磁场力的公式。
在电磁学中,安培力是指电流通过导体时所产生的磁场力,其大小与电流强度、导体长度、磁场强度和导体的方向有关。
在一个n匝线圈中,当电流通过时,会产生一个磁场,这个磁场会对线圈内的导体产生一个力,这个力就是安培力。
安培力的大小可以用公式F = BILsinθ来计算,其中F表示安培力的大小,B表示磁场强度,I表示电流强度,L表示导体长度,θ表示导体与磁场的夹角。
在n匝线圈中,如果电流方向与磁场方向垂直,那么θ就等于90度,此时sinθ等于1,安培力的大小就等于BIL。
如果电流方向与磁场方向平行,那么θ就等于0度,此时sinθ等于0,安培力的大小就等于0。
在实际应用中,n匝线圈安培力公式被广泛应用于电机、发电机、变压器等电气设备中。
例如,在电机中,当电流通过线圈时,会产生一个磁场,这个磁场会对电机转子产生一个力,从而使电机转动。
在发电机中,当转子旋转时,会产生一个磁场,这个磁场会对线圈产生一个力,从而产生电流。
在变压器中,当电流通过线圈时,会产生一个磁场,这个磁场会对另一个线圈产生一个力,从而改变电压大小。
n匝线圈安培力公式是描述电流通过线圈时所产生的磁场力的公式,它在电气设备中有着广泛的应用。
了解和掌握这个公式对于电气工程师和电子工程师来说是非常重要的。
安培力
3 3
O
B
O/ θ/
θ/
C、当偏角θ=60°时,金属棒受到的合力为零 D、金属棒在摆动过程中动能的最大值为2.78×102J
第6题图
B.线圈向右运动 D.从上往下看逆时针转动
1:请用电流元法解释该题。 小磁针 2:环形电流可以等效为 为 条形磁铁 。
通电螺线管可以等效
智能训练 3.条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠S极一侧吊挂一根与它 垂直的导电棒,图中只画出此棒的截面图,并标出此棒中的电流 是流向纸内的,在通电的一瞬间可能产生的情况是( ) A.磁铁对桌面的压力不变 B.磁铁对桌面的压力增大 C.磁铁受向左的摩擦力 D.磁铁受向右的摩擦力
B和I
BILsinθ
BIL
.
(L-有效长度)
(2)安培力的方向特点: F⊥B, F⊥I, 即 F 垂直于
决
考点一:安培力大小计算的应用
9.如图所示,在光滑水平面上有一个半径为R的金属环, 置于大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,求当通以顺 时针方向(俯视)电流I时,环中张力。(不计电流产生的 磁场) × × × ×
同学们请思考:
1:求环中张力时能将环视为整体研究吗?
2:将环分为一半时,这半环受到的安培力的有效长度为什么? 3:安培力与环中张力什么关系?
考点二:安培力作用下导体运动情况的判断
例1、如图所示,把一通电直导线放在蹄形磁铁的正上方,导线可以自由移动 ,当导线通过电流I时,导线的运动情况是(从上向下看):( C ) A.顺时针方向转动,同时下降 I A B B.顺时针方向转动,同时上升 N S C.逆时针方向转动,同时下降 D.逆时针方向转动,同时上升
思考:磁场与纸平面平行,导体静止,所加磁场磁 感应强度B的范围?
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课堂训练
F
F
N
S
(1)绳子拉力_变___大___
(变大,变小,不变)
(2)桌面对磁铁的支持
力_变___小___
(力3_无_)_桌__面__对_(磁有铁,无的)摩. 擦
B
F
N
S
桌面对磁铁的摩擦力
_有______(有,无) 方向水___平__向__.右
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
I=mgsina/BL=12A
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 _________.
解:静止于斜面说明受力平衡
θ XF θ
mgtgθ=BIL B=mgtgθ/IL
mg
引申1:欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感 应强度B的最小值为________,
B
a
R
B FN
F
30° b E r
力电应用
8、水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有一 质量为0.04kg的均匀金属棒ab,电源电动势为6V, 内阻为0.5Ω,滑动变阻器调到2.5Ω时,要在金属 棒所在位置施加一个垂直于ab的匀强磁场,才能使 金属棒ab对轨道的压力恰好为零,求匀强磁场的大 小和方向. 若保持磁感应强度B的大小不变,方向顺时针 转37°,此时ab仍然静止,则轨道对ab的支持力和 摩擦力为多大?
如图所示,水平放置的平行金
属导轨相距为d,导轨一端与电源
相连,垂直于导轨平面的匀强磁场
的磁感应强度为B,方向如图所示. 长为l的金属棒
ab静止在导轨上,棒与平行导轨成60°夹角,此 时,通过金属棒的电流为I,则金属棒所受的安
培力大小为
.
解析: F BIL BI d 2 3 BId . sin 60 3
B
B2
θ
I
平行于导线的分量B2不对通电导线产生作 用力,通电导线所受作用力仅由B1决定
即F=ILB1 将B1=Bsinθ代入得 F=ILBsinθ
0o
F 0
90O F IBL
3.当电流与磁场方向夹角为θ时:
F
B⊥
B
θ B∥
I
F = ILBsinθ (θ为B与I的夹角)
二.安培力的大小
1.当电流和磁场垂直时
B
θ
Tθ
F
mg
例6、如图所示,金属杆ab的质量为m,长为L, 通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁 场中,结果ab静止在水平导轨上。若磁场方向 与水平导轨成θ角,求:
(1)棒ab受到的摩擦力; (2)棒对导轨的压力。
B
a θ
b
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.
[答案] 2 3 BId 3
如右图所示,通电闭合直角三角形线框abc处在匀强
磁场中,磁场方向垂直于线框平面,电流方向如图所
示,那么三角形线框受到的磁场力的合力为
(
)
A.方向垂直于ab边斜向上
B.方向垂直于ac边斜向上
C.方向垂直于bc边向下
D.为零
[答案] D
长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中,
(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.
(2)若磁场方向垂直斜面向下,要使金属杆静止在导轨 上,必须通以多大的电流。
【解析】由b向a看时,进行受力分析如图所示, 由平衡条件得
(1)F=BIL=mgtana
I=mgtana/BL=15A
(2)当磁场垂直斜面向下时
F=BIL=mgsina
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
【例1】如图所示,L=0.2cm,I=0.2A, B=0.5T,求该导线所受安培力是多大?方 向如何?
I
θ
I
B
大小为2×10-4N
【例2】如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等 腰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?
现象: 同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。
用学过的知识加以分析
同向电流
反向电流
F F
F
F
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时:
F=ILB (B⊥I)
F
B I
2、电流与磁场方向平行时,
磁场对电流的
S
作用力为零
I
N
B
问题:如果既不平行也不垂直呢? θ
I
3.当电流与磁场方向夹角为θ时: 把磁感应强度B分解为两个分量: 一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ B1 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ
C
B.增加直导线的长度
C.使导线在纸面内顺时针转30°
D.使导线在纸面内逆时针转60°
小结 1、安培力的大小:
1)当I B, F =BIL
注意:导线不是直线,找导线的有效长度 (首尾连接的直线)
2)当I // B, F =0
3)当I与B有夹角时,F =BIL sin
2、安培力的方向 ——左手定则
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
B、B≥10T
C、B≤10T
D、不能确定
例5.如图所示质量为m=50g的铜棒,长L=10cm, 用长度均为L的两根软导线水平地悬吊在竖直 向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1/3T,通 电后,平衡时棒向纸外偏转的角度θ=37°, 此铜棒中电流的大小为多少?
如果是一闭合回路 受力又是多少?
对公式的理解
F=ILB
★L是有效长度, 不一定是导线实际长度
R
I B
【例3】说说下面各图的有效长度
4、如图所示,直导线处于足够大的匀强磁
场中,与磁感线成θ=30°角,导线中通过的
电流为I,为了增大导线所受的安培力,可采
取下列四种办法,其中不正确的是
A.增大电流I
方向________.
N
B
F
X
mgsinθ=BIL
θθ
F
B=mgsinθ/IL
G
BX
引申2:欲使它静止在斜面上,且对斜 面无压力, 外加磁场的_______, 方向________.
G
mg=BIL B=mg/IL
7、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/s2,其它电阻不计)