通电导线在磁场中受到的力一PPT课件

_有______(有,无) 方向_水___平__向_. 右
例：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。当线圈内通入如图所示的 电流后，判断线圈如何运动？
例题：如图,在条形磁铁S极附近悬挂一个 线圈，磁铁水平放置，其轴线与线圈共面 并通过线圈的圆心，当线圈中的电流沿图 示方向时，线圈将会如何运动？
3.4通电导线在磁场中受到的力（一）
安培力：通电导线在磁场中受到的力
一、安培力的方向
安培力方向 垂直于电流垂直 于磁场方向，即 垂直于电流和磁 场所在的平面。
判定以下通电导线所受安培力的方向
F
I
B
I
B
F
B I
B I
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。
F=BILsinθ 0o F 0
B B2
θ
I
90O F BIL
二、安培力的大小：
（1） 在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向 垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、 电流I和导线的长度L三者的乘积。 即： F=BIL
（2）平行时：F＝0
（3）公式：F= B IL sinθ θ表示磁场方向与电流方向间的夹角
2、安培力的大小如何计算？ 3、在运用安培力公式时应注意什么？
B
E F
B×
B
E
B
×
F
F I
N
S
F
N
S
F
巩固练习
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(有磁,铁无的). 摩擦
B
F
N
S
桌面对磁铁的摩擦力
（2）平行时：F＝0
如果既不平行也不垂直呢？
二、安培力的大小：
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 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=B1IL，将B1=Bsinθ代入得：
•铁芯、线圈和 指针是一个整体
可以转动。
• ［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. • ［问题］什么是均匀辐向分布呢？ • 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.
• 该磁场并非匀强磁场， • 但在以铁芯为中心的 • 圆圈上，各点的磁感 • 应强度B的大小是相 • 等的.
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, 外加磁场的磁感应强度B的最小值为
θ
_________, 方向________.
G
mg=BIL B=mg/IL
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）。 最基本的是磁铁和线圈。
电流方向相同时，将会吸引;
? 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
问题：在匀强磁场B中，通电直导线与磁场方向垂直， 导线上的电流为I，导线所受安培力F应怎样求？
二、安培力的大小：
（1） 在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直 的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流 I和导线的长度L三者的乘积。 即： F=BIL
I
b
例题：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？
B
M
I
N
4、磁场对通电导线的作用力（二）
复习：
1、如何判断通电导线在磁场中受到安 培力的方向？
A、B＝10T C、B≤10T
B、B≥10T D、不能确定
例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将 金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b 的稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根 细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法：
( AC )
（A）、适当增大电流I （ B）、将电流反向并适当改变大小 a （C）、适当增大磁场 （D）、将磁场反向并适当改变大小
I
S
N
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
X
×
F
θ 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________,
方向________.
N
B
F
X
mgsinθ=BIL
关于电流表的工作原理，请思考
• ①线圈的转动是怎样产生的? • ②线圈为什么不一直转下去？ • 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如何根据指针偏转的方向来确定
电路上电流的方向? • ⑤使用时要特别注意什么?
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
☻ 在中学阶段，F= BILsinθ仅适用于匀强磁场
例题：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，AC＝40cm， A 30wk.baidu.com ，求三
角形框架各边所受的安培力大小和方向。
C
B
I
A
B
例题：长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中， 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
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。
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。
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。