安培力的应用

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(3)桌面对磁铁的摩擦 力____无____(有,无).
F
N
S
桌面对磁铁的摩擦力 ___有____(有,无) 方向_水__平__向__右.
方法点拨:善于利用牛顿第 三定律
第一节 探究磁场对电流的作用
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 _________.
第一节 探究磁场对电流的作用
一.安培力的大小 磁感应强度——定量描述磁场强弱和方向的物理量。 物理学规定:当通电导线与磁场方向垂直时,通电导线所 受的安培力F 跟电流I 和导线的乘积IL的比值叫做磁感应强 度。用B表示。
即: B F IL
B反映了磁场本身的力的特性,与放入的通电导线无关
第一节 探究磁场对电流的作用
第一节 探究磁场对电流的作用 判定以下通电导线所受安培力的方向
B B
I I
F
B
I
B
FI
B
F I
BI 30° F
磁感线垂直穿
B 过导轨平面
α
α
B
F
I
α
第一节 探究磁场对电流的作用
在图中,匀强磁场磁感应强度为B,有一段长L,通有电流为I的 直导线ab,垂直导轨放置,电流方向从a到b,则导线所受磁场力 大小和方向如何?并将立体图改画为平面图
F 0
FILB
1-75
7
第一节 探究磁场对电流的作用
如图所示,一根有质量的金属棒MN,两端用细软导线连接后悬 于a、b两点,棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中,棒 中通有电流,方向从M流向N,此时悬线上有拉力,为了使拉力
等于零,可以( C )
a
b
A.适当减小磁感应强度 B.使磁场反向 C.适当增大电流 D.使电流反向
第一节 探究磁场对电流的作用 磁电式电流表的工作原理 ⑴线圈所受的磁力矩
M1 NBIS 当N、B、S一定时,有M1 I
⑵线圈转动时,受到弹簧的反抗力矩
M2 k
⑶当线圈停在某一位置时, 合力矩为零,有 M1 M2
NB IkSNSB I
k
若N、S、B、k一定时,θ∝I
第一节 探究磁场对电流的作用
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。
B
N
×
F
θ mg
第一节 探究磁场对电流的作用
拓展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________,
N
方向________.
B
F
mgsinθ=BIL
X
F
θθ
B=mgsinθ/IL
G
BX
拓展2:欲使它静止在斜面上,且对斜面无压 力, 外加磁场的磁感应强度B的最小值为 _________, 方向________.
A.顺时针方向转动,同时靠近ab
a
B.逆时针方向转动,同时离开ab
c
d
C.顺时针方向转动,同时离开ab
b
D.逆时针方向转动,同时靠近ab
方法点拨:利用结论
第一节 探究磁场对电流的作用
磁铁静止 B
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___
如图所示,将通电导线圆环平行于纸面缓慢地竖直向下放入 水平方向垂直纸面向里的匀强磁场中,则在通电圆环完全进入
磁场的过程中,所受的安培力大小变化是( B)
A.逐渐变大
B.先变大后变小
I
C.逐渐变小
D.先变小后变大
B
第一节 探究磁场对电流的作用
回顾: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
第一节 探究磁场对电流的作用
❖ 补充:磁力矩的概念:M=NBIS
第一节 探究磁场对电流的作用 直流电动机的运转过程:
第一节 探究磁场对电流的作用 常见的直流电动机:
【知识介绍】 大多数微型和小型直流电动机是用永磁铁提供磁场,而
大型和超大型直流电动机是用励磁电流来提供磁场的。
磁电式电流表 [问题]磁电式电流表的构造 [问题]电流表中磁场分布有何特点呢? [问题]该磁场是否匀强磁场?
浴 着 光 辉 的母 亲
在 公 共 汽 车上 ,看见 一个母 亲不断 疼惜呵 护弱智 的儿子 ,担心 着儿子 第一次 坐 公 共 汽 车 受到惊 吓。
“ 宝 宝 乖 ,别 怕别怕 ,坐车 车很安 全。” ——那 母亲口 中的宝 宝,看 来已经 是 十 几 岁 的 少年了 。
乘 客 们 都 用非 常崇敬 的眼神 看着那 浴满爱 的光辉 的母亲 。
C. B=mg/IL,方向水平向左
I
D. B=mgcosθ/IL,方向水平向左
θ
第一节 探究磁场对电流的作用 (第3课时) 安培力的应用
第一节 探究磁场对电流的作用 一.直流电动机—— 电动机把电能转变成机械能
直流电动机最突出的优点是通过改变输入电压很容易调节它的转速, 而交流电动机的调速就不太方便。因此,不少需要调速的设备,都 采用直流电动机。如无轨电车和电气机车都用直流电动机。
[问题]该磁场的特点? [问题]电流表的工作原理
第一节 探究磁场对电流的作用 磁电式电流表
1、磁电式电流表的构造:刻度盘、指针、螺旋弹簧(游丝)、 线圈、圆柱形铁芯、蹄形磁铁。
. 铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
第一节 探究磁场对电流的作用 [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.
第一节 探究磁场对电流的作用
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,它的平面都跟磁感线平行,当电流通过线圈时线圈 上跟铁芯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,线圈转动使螺旋弹簧被扭转,产生一个阻碍线圈转动 的力矩,其大小 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。
A.顺时针方向转动,同时靠近ab
a
B.逆时针方向转动,同时离开ab
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c
d
C.顺时针方向转动,同时离开ab
b
D.逆时针方向转动,同时靠近ab
˙˙ ˙
˙ ˙˙
第一节 探究磁场对电流的作用 固定 F
F
×
×
×
×
自由
×
×
结论:两电流不平行时,有转到平行且电流方向相同的趋势
第一节 探究磁场对电流的作用
两条导线互相垂直,但相隔一小段距离,其中ab固定, cd可以自由活动,当通以如图所示电流后,cd导线将 (D)
向左摆动
方法点拨:等效为小磁针
S
N
第一节 探究磁场对电流的作用
如图所示,蹄形磁体固定,在磁铁的正上方有一水平放 置的长直导线,当导线中通以由左向右的电流时,导线 的运动情况将是 俯视逆时针转动同时向下运动
F
I
N
S
F
N
S
F
方法点拨:特殊位置法
第一节 探究磁场对电流的作用
两条导线互相垂直,但相隔一小段距离,其中ab固定, cd可以自由活动,当通以如图所示电流后,cd导线将 ()
就 以 对 待 孩子 来说吧 !弱智 的孩子 在母亲 的眼中 是那么 天真、 无邪, 那么值 得 爱 怜 , 我 们自己 对待正 常健康 的孩子 则是那 么严苛 ,充满 了条件 ,无法 全心地
爱怜。
但 愿 , 我 们看 自己孩 子的眼 神也可 以像那 位母亲 一样, 完全无 私、溶 入,有 一 种 庄 严 之 美,充 满爱的
规律: 同向电流相互吸引 反向电流相互排斥
第一节 探究磁场对电流的作用
如图所示,向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会( A )
A.纵向收缩,径向膨胀 B.纵向伸长,径向膨胀 C.纵向伸长,径向收缩 D.纵向收缩,径向收缩
纵向
右侧视图
方法点拨:利用平行电流间关系的结论
第一节 探究磁场对电流的作用
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的大 小
B I
B I
BI
30 °
0
0.02N
0.02N
第一节 探究磁场对电流的作用
如图所示,直角三角形abc组成的导线框内通有电流I =1A,并处在方向竖直向下的匀强磁场B=2T中,
B b
B
α
a B在竖直平面内
α
α
B在竖直平面内
z
b

y
x
a
B
导轨在水平面内 B
α F
F=ILB
导轨在斜面内 B
α
F
F=ILB
F
αy xB F=ILB
第一节 探究磁场对电流的作用
复习回顾:
1、如何判断通电导线在磁场中受到安培力的方向?
左手定则 2、安培力的大小如何计算?
F=ILBSinθ
0o 90O
AC=40cm,a30o,求三角形框架各边所受的安培力
的大小。
Fbc 0N FabFac0.6N 9
也可理解为AC在磁场中 的有效长度等于AB
c
b
I
a
B
第一节 探究磁场对电流的作用
关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法正确的是( BC)D
A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用 B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直 C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流方向垂直 D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂于由B和I所确定的 平面
如图所示,导线abc为垂直折线,其中电流为I,ab=bc=L,导 线所在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强度为B,求 导线abc所受安培力的大小和方向.
a
Fab BIL
Fabc 2BIL
Fbc BIL 方向斜向右上方
与水平成45度
b
c
收获:受力有效长度——电流流入端与流出端连线长度
第一节 探究磁场对电流的作用
我 想 到 , 如果 人人都 能用如 此崇敬 的眼神 看自己 的母亲 就好了 ,可惜 ,一般 人 常 常 忽 略 自己的 母亲也 是那样 充满光 辉。
那 对 母 子 下车 的时候 ,车内 一片静 默,司 机先生 也表现 了平时 少有的 耐心, 等 他 们 完 全 下妥当 了,才 缓缓起 步,开 走。
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。
把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯 里的水银面接触,并使它组成如图所示的电路,当开关接通后,将 看到的现象 是( C )
A.弹簧向上收缩
S
B.弹簧被拉长
C.弹簧上下振动
D.弹簧仍静止不动
第一节 探究磁场对电流的作用
如图,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于线圈平面。 当线圈内通以如图所示的电流后,判断线圈如何运 动?
乘 客 们 都 还向 那对母 子行注 目礼, 一直到 他们消 失于街 角。
我 们 为 什 么对 一个人 完全无 私的溶 人爱里 会有那 样庄严 的静默 呢?原 因是我 们 往 往 难 以 达到那 种完全 溶人的 庄严境 界。
完 全 的 溶 入, 是无私 的、无 我的, 无造作 的,就 好像灯 泡的钨 丝突然 接通, 就 会 点 亮 而 散发光 辉。
F安
T
T
M
N
G
第一节 探究磁场对电流的作用
如图所示,在磁感应强度为1T的匀强磁场中,有两根相同的弹 簧,下面挂一条长为0.5m,质量为0.1kg的金属棒MN,此时弹 簧伸长10cm,欲使弹簧不伸长,则棒上应通过的电流的大小 和方向如何?(g=10m/s2)
方向从M到N ,2A
B
M
I
N
第一节 探究磁场对电流的作用
mg=BIL B=mg/IL
θ G
第一节 探究磁场对电流的作用
如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,垂直纸面水平放置一根长为 L、质量为m的通电直导线,电流方向垂直纸面向里,欲使导线静 止在斜面上,外加磁场,磁感应强度的大小和方向可以是( )
ABC
A. B=mgsinθ/IL,方向垂直斜面向下
B. B=mgtan/IL,方向竖直向下
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