高中物理 3.4磁場對通電導線的作用力課件 新人教版選修3-1.ppt

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第四節(jié) 磁場對通電導線的作用力,第三章 磁場,安培力：通電導線在磁場中受到的力,一、安培力的方向,按照右圖所示進行實驗。 1、改變導線中 電流的方向，觀察受力方向是否改變。 2、上下交互磁場的位置以改變磁場的方向，觀察受力方向是否變化。 通過這兩種情況的分析，我們實際上已經(jīng)了解了導線受力的方向與磁場方向、電流方向的關系。你能用簡潔的方法表示這個關系嗎？,實驗演示：,,,安培力方向垂直于電流和磁場方向，即垂直于電流和磁場所在的平面。,,,,判定以下通電導線所受安培力的方向,,,問題：如圖所示，兩條平行的通電直導線之間會通過磁場發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條導線相互吸引，什么情況下相互排斥？請你運用學過的知識進行討論并做出預測，然后用實驗檢驗你的預測。,電流方向相同時，將會吸引; 電流方向相反時，將會排斥。,?,演示：,,,分析：,電流方向相同,電流方向相反,,,問題：在勻強磁場B中，通電直導線與磁場方向垂直的情況下，導線上的電流為I，導線所受安培力F應怎樣求？,（1） 在勻強磁場中，在通電直導線與磁場方向垂直的情況下，導線所受安培力F等于磁感應強度B、電流I和導線的長度L三者的乘積。 即： F=ILB,平行呢？,（2）平行時：F＝0,如果既不平行也不垂直呢？,二、安培力的大小：,,,把磁感應強度B分解為兩個分量： 一個分量與導線垂直 B1=Bsinθ 另一分量與導線平行 B2=Bcosθ 平行于導線的分量B2不對通電導線產生作用力，通電導線所受作用力僅由B1決定。 即F=ILB1，將B1=Bsinθ代入得： F=ILBsinθ,,,,,,,B2,B1,θ,,,安培力的大?。?（1） 在勻強磁場中，在通電直導線與磁場方向垂直的情況下，導線所受安培力F等于磁感應強度B、電流I和導線的長度L三者的乘積。 即： F=ILB,（2）平行時：F＝0,（3）公式：,F=I L B sinθ,θ表示磁場方向與電流方向間的夾角,? 在中學階段，F(xiàn)=I L B sinθ僅適用于勻強磁場,,,三、磁電式電流表,1、磁電式電流表由哪些基本部分組成？最基本的是哪些部分？ 2、這些基本組成部分哪些是可以動的？哪些是固定的？ 3、各個部分起到什么作用？ 4、你可以簡述磁電式電流表的工作原理嗎？,,,1、磁電式電流表的構造：刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴（軟鐵制成） 、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯（軟鐵制成）。,最基本的是磁鐵和線圈。,鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉動。,,,關于電流表的工作原理，請思考,①線圈的轉動是怎樣產生的? ②線圈為什么不一直轉下去？ ③為什么指針偏轉角度的大小可以說明被測電流的強弱? ④如何根據(jù)指針偏轉的方向來確定電路上電流的方向? ⑤使用時要特別注意什么?,,,2、電流表的工作原理,1、蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的，不管通電線圈轉到什么角度，它的平面都跟磁感應線平行，當電流通過線圈時線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力，這兩個力產生的力矩使線圈發(fā)生轉到，線圈轉動使螺旋彈簧被扭動，產生一個阻礙線圈轉動的力矩，其 大小,隨線圈轉動的角度增大而增大，當這種阻礙力矩和安培力產生的使線圈轉動的力矩相平衡時，線圈停止轉動。,,,2、磁場對電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產生的力矩也越大，線圈和指針偏轉的角度也越大，因而根據(jù)指針的偏轉角度的大小，可以知道被測電流的強弱。,3、當線圈中的電流方向發(fā)生變化時，安培力的方向也隨之改變，指針的偏轉方向也發(fā)生變化，所以根據(jù)指針的偏轉方向，可以知道被測電流的方向。,,,3、磁電式電流表的特點,1、表盤的刻度均勻，θ∝I。 2、靈敏度高，但過載能力差。 3、滿偏電流Ig，內阻Rg反映了電流表的最主要特性。,,,例題：長度為20cm的通電直導線放在勻強磁場中，電流的強度為1A，受到磁場作用力的大小為2N，則磁感應強度B： （ ）,A、B＝10T B、B≥10T C、B≤10T D、不能確定,B,,,例題：如圖所示，在勻強磁場中用兩根柔軟的細線將金屬棒ab懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由a到b的穩(wěn)定電流I，這時兩根細線被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細線對金屬棒拉力變?yōu)榱悖刹捎媚男┓椒ǎ? ( ),（A）、適當增大電流I （ B）、將電流反向并適當改變大小 （C）、適當增大磁場 （D）、將磁場反向并適當改變大小,AC,,,例題：如圖所示，在磁感應強度為1T的勻強磁場中，有兩根相同的彈簧，下面掛一條長為0.5m，質量為0.1kg的金屬棒MN，此時彈簧伸長10cm，欲使彈簧不伸長則棒上應通過的電流的大小和方向如何？,M,N,,