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1、3、磁场对通电导线的作用力 安培力安培力 一、磁感应强度 符号：B 单位：T (特斯拉 ） 物理意义：反映磁场的强弱与方向 矢量：有大小和方向 这个物理量之所以叫做磁感应强度，而 没有叫做磁场强度，是由于历史上磁场 强度一词已用来表示另外一个物理量 一、安培力的方向 F I B I F B F B I N S 使B与I方向垂直，观察F与B、I的关系： FB FI F B I 安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系: F垂直于电流与磁场所在的平面 . 而B与I不一定垂直 使B与I方向成角度： n伸开左手，使大拇指跟 其余四指垂直，并且与 手掌在同一平面内，让 磁感线从掌心进入，并 使四指指
2、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。 安培力的方向左手定则左手定则 左手定则 B I I B I 【例例1 1】画出图中安培力的方向。 B (1)(2) (3) 注:安培力的方向总与导线垂直,与磁感应强度垂直。 B F B F 分析受到的安培力时,要善于把立体图, 改画成易于分析受力的平面图形. a B b B b a 思考与讨论： 两平行通电直导线,若通以同向电流,则相互吸 引；若通以反向电流,则相互排斥.为什么？ F12 F21 1 2 n两条导线互相垂直，但相隔一小段距离， 其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如 图所示电流后，cd导线将（ ）
3、A.顺时针方向转动，同时靠近ab B.逆时针方向转动，同时离开ab C.顺时针方向转动，同时离开ab D.逆时针方向转动，同时靠近ab a b cd D 如图所示，在匀强磁场中，有两根相同的弹簧 ，下面挂一条金属棒MN，现在通过如图所示电 流，则弹簧变长还是变短？ MN I B 一、磁感应强度的定义： n正因为通电导线受到磁场的作用力，所以 类似于试探电荷受到电场力作用力，将磁 感应强度的大小定义为： (注：B与I垂直） 1.当电流与磁场方向垂直时： 二、安培力的大小二、安培力的大小 B B为匀强磁场 B B I I 条件：条件： F = BILF = BIL F=0F=0 F I B I 2
4、.当电流与磁场方向平行时： B B1 B2 .当电流与磁场方向夹角时【考纲不要求】 F = F = ILBsinILBsin（B B为匀强磁场） （ 为磁场和导线夹角） 导线abc为垂直折线,其中电流为I，ab=bc=L, 导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的 磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大小 和方向. a bc 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，欲使弹簧的弹力为零 ，则求电流的大小 MN I B 安培力F F F 垂直于垂直于 B B 和和 I I 所决定的平面所决定的平面 用用左手定则左手定
5、则判定。判定。 B为匀强磁场. 方向: 大小： 小结： F=BIL F=BIL B垂直导线方向 F=0F=0 B平行导线方向 F=F=BILsinBILsin B和I成一夹角 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面 水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线，电 流方向垂直纸面向里，欲使导线静止在斜面上， 外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是( ) A.B=mgsin/IL，方向垂直斜面向下 B.B=mgtan/IL，方向竖直向下 C.B=mg/IL，方向水平向左 D.B=mgcos/IL，方向水平向左 I BCBC n水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有 一质量为0.04kg的均匀
6、金属棒ab，电源电动势 为V，内阻为0.5，滑动变阻器调到2.5时 ，要在金属棒所在位置施加一个垂直与ab的匀 强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为 零，求匀强磁场的大小和方向 a b 若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时 针转37，此时ab仍然静止，则轨道对ab 的支持力和摩擦力为多大？ 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？ MN I B 2A，方向从M到N 2 、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
7、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 N S 导线将如何运动？将如何运动？ 【例例3 3】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与 水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处在 竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动 势为6V，内阻为1，为使MN处于静止状态，则电 阻R应为多少？(其他电阻不计) 【答案】R=0.2 如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁 铁的正下
8、方有一水平放置的长直导线，当导线 中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情 况将是( ) A静止不动 B向纸外平动 CN极向纸外，S极向纸内转动 DN极向纸内，S极向纸外转动 C C 磁电式电流表 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）。 铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。 . 问题电流表中磁场分布有何特点呢？ 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的. 所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长 线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置， 线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度. 在以铁芯为中心的圆圈上， 各点的磁感应强度B的
9、大小是相等的. 该磁场并非匀强磁场 问题该磁场是否匀强磁场？ 问题该磁场的特点？ 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
10、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。 表盘的刻度均匀，I 【说明说明】由于磁场对电流的作用力跟电流成正比， 因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧 的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表 的表盘刻度是均匀的。 三、磁电式电流表的特点 1、表盘的刻度均匀，I。 2、灵敏度高，但过载能力差，容易烧坏。 3、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最 主要特性。 怎样提高磁电式电流表的灵敏度？ 3 、在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L0.5m的光滑
11、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E12V，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） B E r R a 30 b B G FN F 【例题例题】如图所示，两平行光滑导轨相距 0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质 量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的 匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1， 为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？( 其他电阻不计) R=0.2R=0.2 n根据磁场对电流会产生作用力的原理,人们研 制出一种新型的发射炮弹的装置电磁炮, 其原理如图所示,把待发射的炮弹(导体)放置 在强磁场中的两平行导轨上,给导轨通以大电 流,使炮弹作为一个载流导体在磁场力的作用 下沿导轨加速运动,并以某一速度发射出去.如 果想提高这种电磁炮的发射速度,理论上可以 怎么办？
