磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力用

1、知識(shí)回顧知識(shí)回顧ILFB 如何描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱？如何描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱？)(IB 3.4 3.4 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力安培力安培力安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力一、安培力的方向一、安培力的方向演示：演示：按照右圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。按照右圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1 1、改變電流方向，觀察受力方向是、改變電流方向，觀察受力方向是否改變。否改變。2 2、改變磁場(chǎng)的方向，觀察受力方向、改變磁場(chǎng)的方向，觀察受力方向是否變化。是否變化。NS安培力安培力1.概念概念把通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的力稱為安培力。把通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受的力稱為安培力。2安培力的方向安培力的方向左手定則：

2、如圖所示，伸開左手，使拇指左手定則：如圖所示，伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指與其余四個(gè)手指_，并且都與手掌在同一個(gè)，并且都與手掌在同一個(gè)_內(nèi)。讓磁感線從內(nèi)。讓磁感線從_進(jìn)入，并使四進(jìn)入，并使四指指向指指向_的方向，這時(shí)的方向，這時(shí)_所指的方所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。垂直垂直平面平面掌心掌心電流電流拇指拇指BF 利用左手定則判斷利用左手定則判斷安培力方向的步驟安培力方向的步驟 1.1.伸出左手，使大拇伸出左手，使大拇指與其余四指垂直，指與其余四指垂直，并且都跟手掌在同一并且都跟手掌在同一平面。平面。2.2.使磁感線垂直穿過手使磁感線垂

3、直穿過手掌，四指指向電流方向。掌，四指指向電流方向。3.3.大拇指所指的方向就大拇指所指的方向就是直線電流所受安培力是直線電流所受安培力的方向。的方向。NS左手定則左手定則BBB 1. 下圖中表示通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的情況，但下圖中表示通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的情況，但磁感線、安培力和三個(gè)物理量的方向只標(biāo)了兩個(gè)，請(qǐng)將磁感線、安培力和三個(gè)物理量的方向只標(biāo)了兩個(gè)，請(qǐng)將第三個(gè)物理量的方向在圖上標(biāo)出來第三個(gè)物理量的方向在圖上標(biāo)出來FFFFBIBFIBFIFBBBIFBI判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向例例1 1：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過：如圖所示，兩條平

4、行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用磁場(chǎng)發(fā)生相互作用 請(qǐng)使用剛學(xué)過的知識(shí)解釋本實(shí)驗(yàn)請(qǐng)使用剛學(xué)過的知識(shí)解釋本實(shí)驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果。同向電流相互吸引。同向電流相互吸引。反向電流相互排斥。反向電流相互排斥。結(jié)論結(jié)論: :FFF同向電流同向電流F反向電流反向電流例例2：在傾斜角為在傾斜角為的光滑斜面上的光滑斜面上,置一置一通有電流通有電流I,長(zhǎng)為長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)質(zhì) 量為量為m的導(dǎo)的導(dǎo) 體棒，體棒，如圖所示如圖所示,在豎直向上的磁場(chǎng)中靜止，在豎直向上的磁場(chǎng)中靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為為 _. FBNmg二、安培力的大小：二、安培力的大?。?（1） 在在勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，中，在通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)在通電直導(dǎo)

5、線與磁場(chǎng)方向方向垂直垂直的情況下，導(dǎo)線所受安培力的情況下，導(dǎo)線所受安培力F等于磁等于磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B、電流、電流I和導(dǎo)線的長(zhǎng)度和導(dǎo)線的長(zhǎng)度L三者的乘積。三者的乘積。 即：即： F=ILB（2 2）平行時(shí)：）平行時(shí)：F F0 0如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？二、安培力的大?。憾?、安培力的大?。喊汛鸥袘?yīng)強(qiáng)度把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為兩個(gè)分量：分解為兩個(gè)分量：一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直 B1=Bsin另一分量與導(dǎo)線平行另一分量與導(dǎo)線平行 B B2 2= =BcosBcos平行于導(dǎo)線的分量平行于導(dǎo)線的分量B B2 2不對(duì)通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，不對(duì)通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受

6、作用力僅由通電導(dǎo)線所受作用力僅由B B1 1決定。決定。即即F=ILBF=ILB1 1，將，將B B1 1= =BsinBsin代入得：代入得：F=F=ILBsinILBsinIBB2B1二、安培力的大?。憾才嗔Φ拇笮。?公式：公式：F=I L B sin表示磁場(chǎng)方向與電流方向間的夾角表示磁場(chǎng)方向與電流方向間的夾角L L為有效長(zhǎng)度。為有效長(zhǎng)度。 適用條件：適用條件：在中學(xué)階段，此公式僅適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)在中學(xué)階段，此公式僅適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)特例特例問題問題1:1:若若B B與與I I不垂直時(shí)，不垂直時(shí)，F(xiàn) F安安與與B B和和I I方向關(guān)系可以方向關(guān)系可以概括為哪句話？概括為哪句話？結(jié)論：結(jié)論：F

7、 F一定與一定與B B垂直，一定與垂直，一定與I I垂直。但垂直。但B B與與I I不一不一定垂直。定垂直。問題問題2 2：F F、B B、I I一定兩兩垂直嗎？一定兩兩垂直嗎？L LL LL LL L課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練8 8、如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于、如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于O O點(diǎn)，在磁鐵的正點(diǎn)，在磁鐵的正下方有一水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左下方有一水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況將是向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況將是_。 A A靜止不動(dòng)靜止不動(dòng) B B向紙外平動(dòng)向紙外平動(dòng) C CN N極向紙外，極向紙外，S S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)

8、D DN N極向紙內(nèi)，極向紙內(nèi)，S S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)C課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練9 9、將長(zhǎng)度為、將長(zhǎng)度為20cm20cm、通有、通有0.1A0.1A電流的直導(dǎo)線電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為如圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T1T。試求。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向。方向。00.02N0.02N水平向右水平向右0.02N0.02N垂直導(dǎo)線斜向垂直導(dǎo)線斜向左上方左上方BACBI1010、如圖所示，直角三角形、如圖所示，直角三角形ABCABC組成的導(dǎo)線框內(nèi)組成的導(dǎo)線框內(nèi)通有電流通

9、有電流I I1A1A，并處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁，并處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)場(chǎng)B B2T2T中，中，AC=40cmAC=40cm， ，求三角形框架，求三角形框架各邊所受的安培力。各邊所受的安培力。課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練FBC=0FAC=FAB=0.43N1111、如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為、如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩根相同的彈簧，下面掛一條長(zhǎng)為有兩根相同的彈簧，下面掛一條長(zhǎng)為0.5m0.5m，質(zhì)量為，質(zhì)量為0.1kg0.1kg的金屬棒的金屬棒MNMN，此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)，此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)10cm10cm，欲使彈簧，欲使彈簧不伸長(zhǎng)則棒上應(yīng)通過的電流的大小和方向如何？不伸長(zhǎng)則

10、棒上應(yīng)通過的電流的大小和方向如何？MNIB2A2A，方向從，方向從MM到到N N課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練三、磁電式電流表三、磁電式電流表1 1、磁電式電流表的構(gòu)造：刻度盤、指針、蹄形磁、磁電式電流表的構(gòu)造：刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴（軟鐵制成）鐵、極靴（軟鐵制成） 、螺旋彈簧、線圈、圓柱、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯（軟鐵制成）。形鐵芯（軟鐵制成）。最基本的是磁鐵和線圈。最基本的是磁鐵和線圈。鐵芯、線圈和指針是鐵芯、線圈和指針是一個(gè)整體可以轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)整體可以轉(zhuǎn)動(dòng)。問題問題電流表中磁場(chǎng)分布有何特點(diǎn)呢？電流表中磁場(chǎng)分布有何特點(diǎn)呢？電流表中磁鐵與鐵芯之間是電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布均勻輻向分布的的

11、. 所謂所謂均勻輻向分布均勻輻向分布，就是說所有磁感線的延長(zhǎng)線，就是說所有磁感線的延長(zhǎng)線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度圈平面與磁感線之間的夾角都是零度. 該磁場(chǎng)該磁場(chǎng)并非勻強(qiáng)磁場(chǎng)并非勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 但在以鐵芯為中心的但在以鐵芯為中心的 圓圈上，各點(diǎn)的磁感圓圈上，各點(diǎn)的磁感 應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度B的的大小是相大小是相 等等的的.2 2、電流表的工作原理、電流表的工作原理 1 1、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻射分布的，不管、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感應(yīng)線平行，當(dāng)通

12、電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感應(yīng)線平行，當(dāng)電流通過線圈時(shí)線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，電流通過線圈時(shí)線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個(gè)力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)到，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)使螺旋彈這兩個(gè)力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)到，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)使螺旋彈簧被扭動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，其簧被扭動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，其 大小大小隨線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度增隨線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角度增大而增大，當(dāng)這種阻大而增大，當(dāng)這種阻礙力矩和安培力產(chǎn)生礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩的使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩相平衡時(shí)，線圈停止相平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)。2 2、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力與電流成正比，因而線圈、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

13、力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大，線圈中的電流越大，安培力產(chǎn)生的力矩也越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，因而根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)和指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大，因而根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)角度的大小，可以知道被測(cè)電流的強(qiáng)弱。角度的大小，可以知道被測(cè)電流的強(qiáng)弱。3 3、當(dāng)線圈中的電流方向發(fā)生變化時(shí)，安培力的方、當(dāng)線圈中的電流方向發(fā)生變化時(shí)，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化，所向也隨之改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化，所以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向。向。三、磁電式電流表的特點(diǎn)三、磁電式電流表的特點(diǎn)1 1、表盤的刻度均勻，、表盤的刻度均勻，II。2 2、靈敏度高，但過載能力差，容易燒壞。、靈敏度高，但過載能力差，容易燒壞。3 3、滿偏電流、滿偏電流IgIg，內(nèi)阻，內(nèi)阻RgRg反映了電流表的反映了電流表的最主要特性。最主要特性。引申引申1：欲使它靜止在斜面上欲使它靜止在斜面上, 外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B 的最小值為的最小值為_, 方向方向_.引申引申2：欲使它靜止在斜面上欲使它靜止在斜面上,且對(duì)斜面無壓且對(duì)斜面無壓 力力, 外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為的最小值為 _, 方向方向_.X