磁场对电流的作用 (2)精选PPT.ppt
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1、关于磁场对电流的作用(2)第1页,讲稿共32张,创作于星期二 一、安培力一、安培力 1.安培力:通电导线在磁场中受到的作用力叫安培力安培力:通电导线在磁场中受到的作用力叫安培力.2.安培力的计算公式:安培力的计算公式:F=BILsin 3.安培力公式的适用条件安培力公式的适用条件:一般只适用于一般只适用于匀强匀强磁场;磁场;L为导线的为导线的有效有效长度长度(导线两端点所连直线的长度导线两端点所连直线的长度)安培力的安培力的作用点作用点为磁场中通电导体的为磁场中通电导体的几何中心几何中心;根据力的根据力的相互作用相互作用原理,如果是磁体对通电导体有力原理,如果是磁体对通电导体有力的作用,则通电
2、导体对磁体有反作用力的作用,则通电导体对磁体有反作用力.第2页,讲稿共32张,创作于星期二 二、左手定则二、左手定则1.通电导线所受的安培力方向和磁场通电导线所受的安培力方向和磁场B的方向、电流方的方向、电流方向之间的关系,可以用左手定则来判定向之间的关系,可以用左手定则来判定.BBI F BB2.安培力安培力F的方向既与磁场方向垂直,又与通电导线方向垂的方向既与磁场方向垂直,又与通电导线方向垂直,即直,即F总是垂直于磁场与导线所决定的平面总是垂直于磁场与导线所决定的平面.但但B与与I的方向的方向不一定垂直不一定垂直.第3页,讲稿共32张,创作于星期二1.下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力
3、的说法,下列关于通电直导线在匀强磁场中受安培力的说法,正确的有正确的有()A.安培力的方向与磁场方向垂直,同时又与电流方向安培力的方向与磁场方向垂直,同时又与电流方向垂直垂直 B.若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大,若某段导线在磁场中取某一方向时受到的磁场力最大,此时导线必与磁场方向垂直此时导线必与磁场方向垂直 C.若导线受到的磁场力为若导线受到的磁场力为0,导线所在处的磁感应强度,导线所在处的磁感应强度必为必为0 D.安培力的大小只跟磁场的强弱和电流有关安培力的大小只跟磁场的强弱和电流有关AB第4页,讲稿共32张,创作于星期二 2.一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强强
4、一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强强场中,此时悬线中的张力大小小于铜棒的重力,欲使悬线中场中,此时悬线中的张力大小小于铜棒的重力,欲使悬线中张力变为张力变为0,可采用的方法是,可采用的方法是()A.保持原磁场不变,适当增大保持原磁场不变,适当增大电流且方向不变电流且方向不变 B.使电流反向,并适当减弱磁场使电流反向,并适当减弱磁场 C.电流大小、方向不变,适当增强电流大小、方向不变,适当增强磁场磁场 D.使磁场反向,适当增大电流使磁场反向,适当增大电流并反向并反向ACD第5页,讲稿共32张,创作于星期二 3、画出图中通电导线棒、画出图中通电导线棒ab所受的各个力的方向所受的各个力的
5、方向(在在方框中画方框中画).若导线长为若导线长为L,通过电流为,通过电流为I,磁感应强度为,磁感应强度为B,写出安培力的大小,写出安培力的大小(摩擦不计摩擦不计).第6页,讲稿共32张,创作于星期二 4、如图所示,给一根松弛的导体线圈中通上电流,线、如图所示,给一根松弛的导体线圈中通上电流,线圈将会圈将会 ()A、纵向收缩,径向膨胀、纵向收缩,径向膨胀 B、纵向伸长,径向膨胀、纵向伸长,径向膨胀 C、纵向伸长,径向、纵向伸长,径向 D、纵向收缩,径向收缩、纵向收缩,径向收缩A第7页,讲稿共32张,创作于星期二5.5.如图所示,金属杆如图所示,金属杆ab质量为质量为m,长为,长为L,通过的电,
6、通过的电流为流为I,处在磁感应强度为,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,结果的匀强磁场中,结果ab静静止且紧压于水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成止且紧压于水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成角,求:(角,求:(1)棒)棒ab受到的摩擦力;(受到的摩擦力;(2)棒对导轨的)棒对导轨的压力。压力。第8页,讲稿共32张,创作于星期二BF安安MgfF2F1 解:画其解:画其截面截面图,如图所示,图,如图所示,N由受力平衡可得:由受力平衡可得:沿水平方向:沿水平方向:F1=f沿竖直方向:沿竖直方向:F2+N=Mg即即:BILsin =f BILcos+N=mg解得摩擦力解得摩擦力f=BILsin 导轨对棒
7、的支持力导轨对棒的支持力N=mg-BILcos由牛顿第三定律棒对导轨的压力也为由牛顿第三定律棒对导轨的压力也为mg-BILcos第9页,讲稿共32张,创作于星期二6.如图,相距如图,相距20cm的两根光滑平行铜导轨,导轨平面的两根光滑平行铜导轨,导轨平面倾角为倾角为a=370,上面放着质量为,上面放着质量为80g的金属杆的金属杆ab,整个装置,整个装置放在放在B=0.2T的匀强磁场中的匀强磁场中.(1)若磁场方向竖直向下,若磁场方向竖直向下,要使金属杆静止在导轨上,要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大的电流必须通以多大的电流.(2)若磁场方向垂直斜若磁场方向垂直斜面向下,要使金属杆静止面向下,
8、要使金属杆静止在导轨上,必须通以多大在导轨上,必须通以多大的电流。的电流。第10页,讲稿共32张,创作于星期二【解析解析】此类问题的共性是先画出侧视图,并进行受此类问题的共性是先画出侧视图,并进行受力分析力分析.如图所示由平衡条件得如图所示由平衡条件得(1)F=BIL=mgtanaI=mgtana/BL=15A(2)当磁场垂直斜面向当磁场垂直斜面向下时下时F=BIL=mgsinaI=mgsina/BL=12A第11页,讲稿共32张,创作于星期二 1 1、F F、B B、I I三个物理量方向的判断三个物理量方向的判断 在下列所示的各图中,通电导线在磁场中的磁感强度在下列所示的各图中,通电导线在磁
9、场中的磁感强度B B、电流、电流I I、磁场力、磁场力F F三个相关物理量中,已知其中两个物理三个相关物理量中,已知其中两个物理量的方向,在图中标出第三个物理量的方向。量的方向,在图中标出第三个物理量的方向。二、安培力在理论分析中的应用二、安培力在理论分析中的应用第12页,讲稿共32张,创作于星期二7.7.如图所示,在同一水平面上的两导轨相互平行,并处在竖如图所示,在同一水平面上的两导轨相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,一根质量为直向上的匀强磁场中,一根质量为3.6kg3.6kg,有效长度为,有效长度为2m2m的的金属棒放在导轨上,当金属棒中的电流为金属棒放在导轨上,当金属棒中的电流为5A
10、5A时,金属棒做匀时,金属棒做匀速运动;当金属棒中的电流增加到速运动;当金属棒中的电流增加到8A8A时,金属棒的加速度为时,金属棒的加速度为2m/s2m/s2 2,求磁场的磁感强度,求磁场的磁感强度.第13页,讲稿共32张,创作于星期二 此题中电流的方向对结果并不影响,可假设,如图所示此题中电流的方向对结果并不影响,可假设,如图所示为其侧面受力图:两种情况受力方向是相同的为其侧面受力图:两种情况受力方向是相同的.初态时有初态时有F合合=F1-mg=0 末态时有末态时有F合合=F2-mg=ma 且且F1=BI1L、F2=BI2L 联立方程解得联立方程解得B=1.2T第14页,讲稿共32张,创作于
11、星期二如图所示,把轻质导线圈用细线挂在磁铁如图所示,把轻质导线圈用细线挂在磁铁N N极附极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面,当线圈内通以如图所示的方向的电流时,平面,当线圈内通以如图所示的方向的电流时,线圈将怎样运动?线圈将怎样运动?8.8.判断物体在安培力作用下的运动判断物体在安培力作用下的运动 第15页,讲稿共32张,创作于星期二9.两根直导线相互垂直且靠近,但不接触,通两根直导线相互垂直且靠近,但不接触,通以如图中所示的电流,现固定导线以如图中所示的电流,现固定导线ABAB,试讨,试讨论论CDCD导线受力运动的情况。导线受力运动的
12、情况。第16页,讲稿共32张,创作于星期二 【例例】如图所示,把一重力不计的通电导线水平放在如图所示,把一重力不计的通电导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流图示方向电流I时,导线的运动情况是时,导线的运动情况是(从上往下看从上往下看)()A.顺时针方向转动,同时下降;顺时针方向转动,同时下降;B.顺时针方向转动,同时上升;顺时针方向转动,同时上升;C.逆时针方向转动,同时下降;逆时针方向转动,同时下降;D.逆时针方向转动,同时上升。逆时针方向转动,同时上升。A第17页,讲稿共32张,创作于星期二 【解析解析
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