《物理》下冊(cè)第三節(jié)-磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用課件

1、一、磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用力 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力叫做安培力。 1安培力 當(dāng)通電導(dǎo)線垂直放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)，由磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式可推導(dǎo)出通電導(dǎo)線所受的安培力為BI 當(dāng)通電直導(dǎo)線的電流方向與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線方向成q 角時(shí)，把磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B正交分解為兩個(gè)矢量： B=Bcosq ； B=Bsinq 。 BqIqBBBBqIqBBB通電導(dǎo)線所受的安培力為 F= IL B ，將分量式代入，得 F= ILB sin q。 2安培定律 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，安培力的大小等于電流強(qiáng)度I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L、磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及I和B夾角q 的正弦的乘積。 當(dāng)q =0或q =180，即電流方向和磁場(chǎng)方向相同或相反時(shí)，通電直導(dǎo)線所

2、受的安培力為零； 討論 當(dāng)q =90，即電流方向和磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，通電直導(dǎo)線所受的安培力最大， F= IL B 。 （2）安培力的方向由左手定則確定。應(yīng)用左手定則時(shí)，讓磁感應(yīng)強(qiáng)度分量B垂直穿過(guò)手心，即可判定通電導(dǎo)線所受安培力的方向。 說(shuō)明（1） F= ILB sin q 只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 【例題】 已知在下圖中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為1.0T，通電直導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為10 A，導(dǎo)線長(zhǎng)為20 cm。當(dāng)直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直放置時(shí)，直導(dǎo)線所受的安培力有多大？方向如何？當(dāng)直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向夾角q = 60時(shí)，直導(dǎo)線所受的安培力有多大？方向如何？ BqIBI 解 已知：B=1.0T ，I=10A ，L=2

3、0cm=0.20m ，q =60。 求：F、F的大小和方向當(dāng)直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直放置時(shí)當(dāng)直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向夾角q =60時(shí) 由左手定則可知，兩種情況下的安培力的方向均垂直于B和I所決定的平面，即垂直紙面向里。二、磁場(chǎng)對(duì)通電平面線圈的磁力矩 NSIIO Oab cd單匝矩形通電線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中NSFFIIO Oab cd 當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，線圈的ad邊和bc邊中的電流與磁場(chǎng)方向平行，不受安培力；ab邊和cd邊中的電流與磁場(chǎng)方向垂直，受的安培力大小相等，方向相反，且不在一條直線，均與線圈平面垂直，對(duì)線圈產(chǎn)生磁力矩，使線圈繞轉(zhuǎn)軸OO逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 ab邊和cd邊受力大小均為 這兩個(gè)力對(duì)轉(zhuǎn)軸O

4、O均產(chǎn)生逆時(shí)針的磁力矩。合磁力矩為因?yàn)?是矩形線圈的面積S，所以線圈所受的合磁力矩為 對(duì)于N匝密繞平面線圈，它所受的磁力矩應(yīng)是單匝線圈的N倍，即 當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，磁力矩為零；說(shuō)明 電流表、電動(dòng)機(jī)的工作原理都是線圈在磁場(chǎng)中受到磁力矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。 當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向不平行時(shí)，磁力矩介于零和最大之間。FadOdFabFcdabcFbcIIBO 當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁力矩最大；三、電流表的工作原理 螺旋彈簧線圈軟鐵電流表的構(gòu)造示意圖 NSF F 蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)均勻地輻向分布，不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，線圈上跟鐵芯軸線平行的兩邊都受到與線圈平面垂直的安培力，這兩個(gè)力產(chǎn)生的磁力矩與線圈中的電流成正比（M=NISB），使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)?！菊n堂練習(xí)題】 如圖