《3.4_通电导线在磁场中受到的力(第2课时)剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3.4_通电导线在磁场中受到的力(第2课时)剖析（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、复习提问,1、如何判断安培力的方向？,2、如何计算安培力的大小？,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。,在下图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是 ( ）,C,复习巩固,复习巩固,判定以下通电导线所受安培力的方向,FXGG 复习巩固,30,I,I,I,B,B,B,FXGG 复习巩固,判定以下通电导线所受安培力的方向,FXGG 复习巩固,判定以下通电导线所受安培力的方向,二.安培力的大小,1.当电流与磁场方向垂直时:,F = ILB (BL),2、电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零,把磁感应强度B分解为
2、两个分量：,一个分量与导线垂直 B1=Bsin,另一分量与导线平行 B2=Bcos,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,F=ILBsin,将B1=Bsin代入得,通电直导线与磁场方向不垂直的情况,3.当电流与磁场方向夹角为时:,3.当电流与磁场方向夹角为时:,F = ILBsin (为B与L的夹角),0,0.02N 水平向右,0.02N 垂直导线， 斜向左上方,将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向,I,B,I,B,30,I,B
3、,GGLX 巩固练习,如图所示，直角三角形abc组成的导线框内通有电流I1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B2T中，ac=40cm， ，求三角形框架各边所受的安培力。,复习巩固,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、B10T B、B10T C、B10T D、不能确定,B,FXGG 复习巩固,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
4、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,AC,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。关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（ ） A线框有两条边所受的安培力方向相同； B线框有两条边所受的安培力大小相同； C线框所受安培力的合力朝左； D线框所受安培力的合力为零；,正确答案：B、C,问题3：磁场对线圈的作用力 如图,在匀强磁场中，矩形线圈通以如图电流，试判定各边受力情况。,第 2 课时,自主学习,1、磁电式电流表的构造？ 2、磁电式电流表的工作原理？ 3、磁电式电流表的特点？,三. 磁电式电表,三、磁电式
5、电流表,1、电流表的构造,如图所示是电流表的构造图，在一个很强的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以转动的铝框，铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈的两端分别接在这个螺旋弹簧上，被测电流通过弹簧流入线圈。,2、电流表的工作原理：,1、当电流通过线圈时线圈左右两边都要受到方向相反安培力，使线圈发生转动，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，反抗线圈转动。,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，表盘的刻度就是均匀的了。,2、电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。所以从线圈偏转的角度就能判断通过电流
6、的大小。,三、电流表的特点,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、电流和安培力成正比，所以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。,【练习】一只电流表，发现读数偏小，为纠正这一差错，可行的措施是 A.减少表头线圈的匝数 B.减小永久磁铁的磁性 C.增加分流电阻的阻值 D.增加表头线圈的匝数 【思路点拨】纠正偏转角度偏小其实质就是要求在电流大小一定的情况下，适当增加偏转的角度.,CD,【标准解答】选C、D.电流大小一定的情况下，线圈匝数越多，磁感应强度越大，安培力越大，偏转角度越大，所以A、B错，D对，电流表表
7、头和分流电阻并联，在总电流一定的情况下，欲使读数增大，必须增大通过表头的电流，根据并联电路的电阻之比等于电流的反比，表头电阻不变，增加分流电阻的阻值，可使线圈中电流增大，C对.,【变式训练】一只电压表读数偏小，为纠正这一偏差，可以采取的措施是( ) A.减少表头线圈的匝数 B.增大表内的串联电阻 C.增强表头的永久磁铁的磁性 D.转紧表内的螺旋弹簧,C,【解析】选C.电压大小一定的情况下，线圈匝数越多，磁感应强度越大，安培力越大，偏转角度越大，所以A错，C对，电压表表头和分压电阻串联，在总电压一定的情况下，欲使读数增大，必须增大通过表头的电流，根据串联电路的电阻之比等于电压之比，表头电阻不变，
8、应减小分压电阻的阻值，B错，为使偏转角度更大，应该转松螺旋弹簧，D错.,自由,固定,解析：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,四、安培力作用下的转动,电流微元法、特殊位置法、等效法分析运动,如图所示，把轻质导电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，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈 A.向左运动 B.向右运动 C.静止不动 D.无法确定 【思路点拨】解答本题应注意以下三点：,A,【标准解答】选A.方法一：等效法. 把通电线圈等效成小磁针.由安培定 则，线圈等效成小磁针后，左端是 S极，右端是N极，异名磁极相吸引， 线圈向左运动. 方法二
9、：电流元法.如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动.,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. 磁铁对桌面的压力减小，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，不受桌面的摩擦力作用,F,如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L0.5m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m0.2kg的金属棒ab，电源电动势E1
10、2V，内阻r0.3，磁场方向垂直轨道所在平面，B0.8T。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）,五、通电导线在磁场中受力平衡,R=4.5,互动探究 若金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.1，求R的取值范围。,若f沿斜面向上，则,若f沿斜面向下，则,R1=14.3,R2=4.1,如图所示，在磁感应强度B=1 T的匀强磁场中，用两根细线悬挂长L=10 cm、质量m=5 g的金属杆.在金属杆中通以稳恒电流，使悬线受的拉力为零. (1)求金属杆中电流的大小和方向; (2)若每根悬线所受的拉力为0.1 N，求金属杆中的电流的大小 和方向(g=10 m
11、/s2).,【解析】(1)因为悬线受的拉力为零，所受安培力方向向上 F安=BIL=mg 解得：I=0.5 A，方向水平向右. (2)金属导线在重力mg、悬线拉力2F和安培力BIL的作用下平衡， 所以有：mg+BIL=2F 解得：I=1.5 A，方向水平向左. 答案:(1)0.5 A，方向水平向右 (2)1.5 A，方向水平向左,1.磁场中某处的磁感线如图所示 ( ),A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,BaBb B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,BaBb C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处大 D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处小,B,DTJC 当堂检测,2.关于磁电式电流
12、表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法中正确的是( ) A.该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同 B.该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等 C.线圈平面始终与磁感线平行 D.线圈所处位置的磁感应强度大小都相等,CD,当堂检测,【解析】选C、D.本题主要考查磁电式电流表的原理.两磁极之间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱，极靴与铁质圆柱之间有一不大的缝隙，根据磁感线与磁极表面垂直的特点，磁化了的铁质圆柱与极靴间的缝隙处就形成了辐向分布的磁场.这样做的目的就是让通电线圈所在处能有一个等大的磁场，并且磁感线始终与线圈平面平行.故正确答案为C、D.,3.如图所示，两根平行金属 导轨M、N，电阻不计，相距 0.2 m，上边沿导轨垂直方 向放一个质量为m510-2 kg 的金属棒ab，ab的电阻为0.5 两金属导轨一端通过电阻R和电源相连电阻R2 ，电源电动势E6 V，电源内阻r0.5 ，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止(导轨光滑)求所加磁场磁感强度的大小和方向,当堂检测,【解析】因ab对导轨压力恰好是零且处于静止，ab所受安培力方向一定竖直向上且大小等于重力，由左手定则可以判定B的方向应为水平向右，ab中的电流 答案:1.25 T, 水平向右,
