磁场对电流的作用力.

安培力方向的判定方法——左手定则伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。复习回顾磁场中有一条通电导线，图甲、乙、丙中分别标明了电流、磁感应强度和安培力三个量中两个量的方向，试找出第三个量的方向。学以致用F甲IB乙BFIBI丙垂直于屏幕向外已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，在磁场中放置一段长为L的导线，导线中通有电流I，当磁感应强度B的方向与导线的方向成θ时，试推导导线所受安培力F的大小。二、安培力的大小（一）理论探究θILB（二）实验验证二、安培力的大小1.当电流和磁场垂直时F＝ILB2.当电流和磁场平行时F＝03.当电流和磁场夹角θ时F=ILBsinθ对公式的理解★不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关★L是有效长度，不一定是导线实际长度F＝BIL★只适用匀强磁场二、安培力的大小牛刀小试粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边，ab恰好处在水平位置(如图所示)。已知ab的质量为m＝10g，长度L＝60cm，沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B＝0.4T。要使两根弹簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，ab中应沿什么方向、通过多大的电流？（g=10m/s2,结果保留一位有效数字）abBθBIBIθBRIB安培力作用下物体的运动问题例1：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？1、电流元分析法1、电流元分析法法1、电流元分析法2、等效分析法环形电流可等效为小磁针，通电螺线管可等效为条形磁铁。P944例2：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，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)A.顺时针方向转动，同时下降；B.顺时针方向转动，同时上升；C.逆时针方向转动，同时下降；D.逆时针方向转动，同时上升；NSNSIFFNSF3、特殊位置分析法练习、如图所示，在条形磁铁N极附近悬挂一个圆线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示的方向流动时，将会出现下列哪种情况？A．线圈向磁铁平移；B．线圈远离磁铁平移；C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁；D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁．(C)同向相吸异向相斥4、利用结论法（1）两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。[设问】若两电流不互相平行，情况将怎样？自由固定FF˙××××××˙˙˙˙˙（2）两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。例、两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中AB固定，CD可自由活动，当通以如图所示电流后，CD导线将_______A.顺时针方向转动，同时靠近ABB.逆时针方向转动，同时离开ABC.顺时针方向转动，同时离开ABD.逆时针方向转动，同时靠近ABD练.通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与NM平行。判断线框将如何运动MNabcdI1I2MNI1BabcdI21、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则()A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B.磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用C.磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用D.磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用A应用二--安培力作用下物体的平衡问题：2、如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，置一长为L、质量为m、通有电流I的导体棒，试求：(1)：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的值为_________,方向________.(2)：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________.(3)：要使棒静止在斜面上，画出所加磁场磁感应强度方向的可能情况？mg=BILB=mg/ILB=mgsina/IL3、如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L＝0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m＝0.2kg的金属棒ab，电源电动势E＝12V，内阻r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）BErRa30°bBFNF例3、质量为m=0.02kg的通电细杆ab置于倾角为θ=370的平行放置的导轨上，导轨的宽度d=0.2m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.4，磁感应强度B=2T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图，现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围为多少？0.14A≤I≤0.46A练习、如图所示，用细线悬挂在匀强磁场中一段通电导线，悬线与竖直方向成30°角，若该导线通过的电流为0.2A，导线长度为0.1m。导线质量为0.02kg。求（1）导线受到的安培力为多大？（2）匀强磁场的磁感应强度？BIθm加速类问题例4、如图所示，光滑的平行导轨倾角为θ，处在垂直导轨平面向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计，将质量为m，长度为L的导体棒由静止释放，求导体棒在释放时的瞬时加速度的大小。例5、电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年，澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体（包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮（常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长为100m，通以恒定电流10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？（不计轨道摩擦）55T,1.1×107W如图所示，用三条细线悬挂的水平圆形线圈共有n匝，线圈由粗细均匀、单位长度的质量为2.510-3kg的导线绕制而成，三条细线呈对称分布，稳定时线圈平面水平。在线圈正下方放有一个圆柱形条形磁铁，磁铁的中轴线OO′垂直于线圈平面且通过其圆心O，测得线圈的导线所在处磁感应强度大小为0.5T，方向与竖直线成30°角，要使三条细线上的张力为零，线圈中通过的电流至少为（）拓展（A）0.1A（B）0.2A（C）0.05A（D）0.01AA磁电式电流表三.磁电式电表磁电式电流表的构造：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。力矩平衡。nBLdIkq=1、电表的指针转过的角度：nBLdIkq=2、磁电式仪表的特点（1）灵敏度高，可以测量很弱的电流，但是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很小。（2）电流表的刻度是均匀的（3）电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向转动。（4）满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。磁电式电流表的特点1、表盘的刻度均匀，θ∝I。2、灵敏度高，但过载能力差。3、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。