磁場(chǎng)對(duì)電流的作用黃志芳

會(huì)計(jì)學(xué)1磁場(chǎng)對(duì)電流的作用黃志芳復(fù)習(xí)提問(wèn)：1.用右手螺旋法則怎樣判定通電直線產(chǎn)生的磁場(chǎng)？2.用右手螺旋法則怎樣判定通電螺旋管產(chǎn)生的磁場(chǎng)？3.磁通的定義式，以及它的單位是什么？4.磁感應(yīng)強(qiáng)度B公式是怎樣定義的？方法是：用右手握住導(dǎo)線，伸直的大拇指指向電流方向，

彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。方法是：用右手握住螺線管，彎曲的四指指向電流的方向，

伸直的大拇指所指的就是通電螺線管的N極。=BS的單位是韋伯(Wb)

第1頁(yè)/共15頁(yè)一、磁場(chǎng)對(duì)直線電流的作用力

1．安培力的大小磁場(chǎng)對(duì)放在其中的通電直導(dǎo)線有力的作用，這個(gè)力稱為安培力。

(1)

當(dāng)電流I的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B垂直時(shí)，導(dǎo)線受安培力最大，根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度可得(2)當(dāng)電流I的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B平行時(shí)，導(dǎo)線不受安培力作用。

第2頁(yè)/共15頁(yè)(3)如圖5-3所示，當(dāng)電流I的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間有一定夾角時(shí)，可將B分解為兩個(gè)互相垂直的分量：

一個(gè)與電流I平行的分量，B1=Bcos；另一個(gè)與電流I垂直的分量，B2=Bsin。B1對(duì)電流沒(méi)有力的作用，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力是由B2產(chǎn)生的。因此，磁場(chǎng)對(duì)直線電流的作用力為當(dāng)

=90時(shí)，安培力F最大；當(dāng)

=0時(shí)，安培力F=0。

第3頁(yè)/共15頁(yè)2．單位公式中各物理量的單位均采用用國(guó)際單位制：安培力F的單位用牛頓(N)；電流I的單位用安培(A)；長(zhǎng)度l的單位用米(m)；磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位用特斯拉(T)。3．左手定則安培力F的方向可用左手定則判斷：伸出左手，使拇指跟其他四指垂直，并都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心，四指指向電流方向，大拇指所指的方向即為通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向。由左手定則可知：F⊥

B，F(xiàn)⊥

I，即F垂直于B、I所決定的平面。第4頁(yè)/共15頁(yè)二、磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用力矩

將一矩形線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖5-4所示第5頁(yè)/共15頁(yè)

線圈的頂邊ad和底邊bc所受的磁場(chǎng)力Fad、Fbc大小相等，方向相反，在一條直線上，彼此平衡；而作用在線圈兩個(gè)側(cè)邊ab和cd上的磁場(chǎng)力Fab、Fcd雖然大小相等，方向相反，但不在一條直線上，產(chǎn)生了力矩，稱為磁力矩。這個(gè)力矩使線圈繞OO

轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，隨著線圈平面與磁感線之間夾角的改變，力臂在改變，磁力矩也在改變。當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，力臂最大，線圈受磁力矩最大；當(dāng)線圈平面與磁感線垂直時(shí)，力臂為零，線圈受磁力矩也為零。電流表就是根據(jù)上述原理工作的。第6頁(yè)/共15頁(yè)三、電流表工作原理

1．結(jié)構(gòu)電流表的結(jié)構(gòu)如圖5-5所示。在一個(gè)很強(qiáng)的蹄形磁鐵的兩極間有一個(gè)固定的圓柱形鐵心，鐵心外套有一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個(gè)螺旋彈簧和一個(gè)指針，線圈兩端分別接在這兩個(gè)螺旋彈簧上，被測(cè)電流就是經(jīng)過(guò)這兩個(gè)彈簧流入線圈的。第7頁(yè)/共15頁(yè)2．工作原理如圖5-6所示，蹄形磁鐵和鐵心間的磁場(chǎng)是均勻地輻向分布，這樣，不論通電線圈轉(zhuǎn)到什么方向，它的平面都跟磁感線平行。因此，線圈受到的偏轉(zhuǎn)磁力矩M1就不隨偏角而改變。通電線圈所受的的磁力矩M1的大小與電流I成正比，即

M1=k1I式中k1為比例系數(shù)。第8頁(yè)/共15頁(yè)

線圈偏轉(zhuǎn)使彈簧扭緊或扭松，于是彈簧產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈偏轉(zhuǎn)的力矩M2，線圈偏轉(zhuǎn)的角度越大，彈簧的力矩也越大，M2與偏轉(zhuǎn)角

成正比，即

M2=k2式中k2為比例系數(shù)。當(dāng)M1、M2平衡時(shí)，線圈就停在某一偏角上，固定在轉(zhuǎn)軸上的指針也轉(zhuǎn)過(guò)同樣的偏角，指到刻度盤的某一刻度。比較上述兩個(gè)力矩，因?yàn)镸1=M2，所以k1I=k2，即

即測(cè)量時(shí)偏轉(zhuǎn)角度

與所測(cè)量的電流成正比。這就是電流表的工作原理。這種利用永久性磁鐵來(lái)使通電線圈偏轉(zhuǎn)達(dá)到測(cè)量目的的儀表稱為磁電式儀表。第9頁(yè)/共15頁(yè)3．磁電式儀表的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

(1)刻度均勻，靈敏度高，準(zhǔn)確度高。

(2)給電流表串聯(lián)一個(gè)阻值很大的分壓電阻，就可改裝成量程較大的電壓表；并聯(lián)一個(gè)阻值很小的分流電阻，就可改裝成量程較大的電流表；歐姆表也是由電流表改裝的。缺點(diǎn)：(1)負(fù)載能力差，超過(guò)允許電流值就容易

把表燒毀。

(2)價(jià)格較昂貴.第10頁(yè)/共15頁(yè)例題:1.在圖中，標(biāo)出磁場(chǎng)B的方向，通電直導(dǎo)線中電流I的方向，以及通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F的方向，其中正確的是 []C第11頁(yè)/共15頁(yè)

例題：2.如圖所示，四個(gè)放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的通電線圈，能夠由圖示位置開(kāi)始繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸OO‘發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的是 []CD第12頁(yè)/共15頁(yè)練習(xí)：1.載流導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行時(shí)，導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力為（）；

載流導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直時(shí)，導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力為（）。2..如圖所示，一個(gè)閉合線圈套在條形磁鐵靠近N極這一端，

當(dāng)在線圈中通以圖示方向的電流I時(shí)，則 []A．線圈圓面將有被拉大的傾向B．線圈圓面將有被壓小的傾向C．線圈將向上平移D．線圈將向S極一端平移3.把30cm長(zhǎng)的通電導(dǎo)線放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線中的電流是2A，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是1.2T,求電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)導(dǎo)線

所受的磁場(chǎng)力。