2015年高中物理 3.4磁场对通电导线的作用力课件 新人教版选修3-1

第四节磁场对通电导线的作用力第三章磁场安培力：通电导线在磁场中受到的力一、安培力的方向按照右图所示进行实验。1、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。通过这两种情况的分析，我们实际上已经了解了导线受力的方向与磁场方向、电流方向的关系。你能用简洁的方法表示这个关系吗？实验演示：安培力方向垂直于电流和磁场方向，即垂直于电流和磁场所在的平面。IBFIBFIBααBBIFαBI判定以下通电导线所受安培力的方向问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验你的预测。电流方向相同时，将会吸引;电流方向相反时，将会排斥。?演示：IIFF分析：电流方向相同电流方向相反IIFF问题：在匀强磁场B中，通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线上的电流为I，导线所受安培力F应怎样求？（1）在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。即：F=ILB平行呢？（2）平行时：F＝0如果既不平行也不垂直呢？二、安培力的大小：把磁感应强度B分解为两个分量：一个分量与导线垂直B1=Bsinθ另一分量与导线平行B2=Bcosθ平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定。即F=ILB1，将B1=Bsinθ代入得：F=ILBsinθ0o0F90OFIBLIBB2B1θ安培力的大小：（1）在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长度L三者的乘积。即：F=ILB（2）平行时：F＝0（3）公式：F=ILBsinθθ表示磁场方向与电流方向间的夹角☻在中学阶段，F=ILBsinθ仅适用于匀强磁场三、磁电式电流表1、磁电式电流表由哪些基本部分组成？最基本的是哪些部分？2、这些基本组成部分哪些是可以动的？哪些是固定的？3、各个部分起到什么作用？4、你可以简述磁电式电流表的工作原理吗？1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。最基本的是磁铁和线圈。•铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。关于电流表的工作原理，请思考•①线圈的转动是怎样产生的?•②线圈为什么不一直转下去？•③为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?•④如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向?•⑤使用时要特别注意什么?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。2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。3、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。例题：长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中，电流的强度为1A，受到磁场作用力的大小为2N，则磁感应强度B：（）A、B＝10TB、B≥10TC、B≤10TD、不能确定B例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b的稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法：()（A）、适当增大电流I（B）、将电流反向并适当改变大小（C）、适当增大磁场（D）、将磁场反向并适当改变大小ACabI例题：如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质量为0.1kg的金属棒MN，此时弹簧伸长10cm，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？MNIB