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1、安培力安培力复习复习: :1.1.磁场磁场: :磁体周围空间存在的一种特殊物质磁体周围空间存在的一种特殊物质. .2 2、电流的磁效应、电流的磁效应: :电流能在周围空间产生磁场电流能在周围空间产生磁场. .3 3、磁感线、磁感线是在磁场中画出一些有方向的曲线是在磁场中画出一些有方向的曲线, ,使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应使曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致强度的方向一致. .1.1.磁感线是假想的，不是真实的。磁感线是假想的，不是真实的。2.2.磁感线的疏密表示磁场的强弱。磁感线的疏密表示磁场的强弱。 3.3.磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。磁感线
2、上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。4.4.磁感线是闭合曲线。磁感线是闭合曲线。 5.5.磁感线不能相交或相切。磁感线不能相交或相切。二二. .安培力的大小安培力的大小1.1.当电流与磁场方向垂直时当电流与磁场方向垂直时: :F = ILB (B(BL)L)BIF2.2.当电流与磁场方向夹当电流与磁场方向夹角时角时: :F = ILBsin(为为为为B B与与与与L L的夹角的夹角的夹角的夹角) )B1B2BBFB B 3.推广推广 1）当）当I B， F=BIL 2）当）当I / B， F=0 3）当）当I与与B有夹角有夹角 ，F=BIL有效有效 （导线的有效长度即导线在垂直于磁（导线的
3、有效长度即导线在垂直于磁场方向的投影）场方向的投影）BI BIBI例例 如图所示，如图所示，L=0.2cm，I=0.2A，B=0.5T，求该导线所受安培力是多大？方向如何，求该导线所受安培力是多大？方向如何？I左手定则运用：左手定则运用：IIFI左手定则运用左手定则运用I【例例例例1 1 1 1】画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。 注注注注: : : :安培力的方向总与导线垂直安培力的方向总与导线垂直安培力的方向总与导线垂直安培力的方向总与导线垂直, , , ,与磁感应强度垂直。与磁感应强度垂直。与磁感应强度垂直。与磁感应强度垂直。课堂练习课堂练习【例例例例2 2 2 2】画出图中通
4、电导线棒所受安培力的方向。画出图中通电导线棒所受安培力的方向。IBFIBFIFBBBIFBI判定以下通电导线所受安培力的方向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，然后用实验检验过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验你的预测。你的预测。电流方向相同时，将会吸引电流方向相同时，将会吸引; ;电流方向相反时，将会排斥。电流方向相
5、反时，将会排斥。?IIFF分析：分析：电流方向相同电流方向相同电流方向相反电流方向相反IIFF例题：长度为例题：长度为20cm20cm的通电直导线放在匀强磁场中，的通电直导线放在匀强磁场中，电流的强度为电流的强度为1A1A，受到磁场作用力的大小为，受到磁场作用力的大小为2N2N，则，则磁感应强度磁感应强度B B： （ ）A、B10T B、B10TC、B10T D、不能确定、不能确定B1.电流元法电流元法��亦称微元法，适用于曲线型导体在亦称微元法，适用于曲线型导体在磁场中所受安培力及导体运动方向的判断。具体方法为：磁场中所受安培力及导体运动方向的判断。具体方法为：把曲线型电流分成无
6、限多段，此时每小段都可视为直线电把曲线型电流分成无限多段，此时每小段都可视为直线电流（即电流元），利用直线电流在磁场中安培力的判断法流（即电流元），利用直线电流在磁场中安培力的判断法则，求出每小段电流所受的安培力，再由力的合成求出整则，求出每小段电流所受的安培力，再由力的合成求出整个导体所受的安培力并判断导体的运动方向。个导体所受的安培力并判断导体的运动方向。2.等效法：适用于环形电流和通电螺线管与磁体或电流之等效法：适用于环形电流和通电螺线管与磁体或电流之间的安培力及运动方向的判断。因环形电流和通电螺线管间的安培力及运动方向的判断。因环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，同样条形磁铁也可
7、等效成环形电都可以等效成条形磁铁，同样条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，从而转化为磁体与磁体之间或电流与电流或通电螺线管，从而转化为磁体与磁体之间或电流与电流之间的作用，进而判断其运动方向。流之间的作用，进而判断其运动方向。3.特殊位置法：适用于磁感线为曲线型的非匀强磁场中导特殊位置法：适用于磁感线为曲线型的非匀强磁场中导体安培力方向及运动方向的判断。具体方法为：把电流或体安培力方向及运动方向的判断。具体方法为：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置（如转过磁铁转到一个便于分析的特殊位置（如转过90），再根），再根据左手定则判断安培力方向，从而确定运动方向。据左手定则判断安培力方向，从而
8、确定运动方向。4.推论分析法：适用于直线电流之间的安培力及运动方向推论分析法：适用于直线电流之间的安培力及运动方向的判断。具体表现为：（的判断。具体表现为：（1）当两电流相互平行且无转动）当两电流相互平行且无转动趋势时，则同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，趋势时，则同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，（2）当两电流不平行时，则有转动到相互平行且使电流）当两电流不平行时，则有转动到相互平行且使电流方向相同的趋势。方向相同的趋势。例1. 如图1所示，用细橡皮筋悬吊一轻质线圈，置于一固定直导线上方，两者在同一竖直平面内，线圈可以自由运动。当给两者通以图示电流时，线圈将（ ）A. 靠近直导线，两者仍
9、在同一竖直平面内B. 远离直导线，两者仍在同一竖直平面内C. 靠近直导线，同时旋转90角D. 远离直导线，同时旋转90角I1I2例2. 如图3所示，把轻质线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面，当线圈内通过图示的方向的电流时，线圈将怎样运动？例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒金属棒abab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a a到到b b的的稳定电流稳定电流I I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细，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
10、：线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法： ( )( )（A）、适当增大电流）、适当增大电流I （ B）、将电流反向并适当改变大小）、将电流反向并适当改变大小（C）、适当增大磁场）、适当增大磁场（D）、将磁场反向并适当改变大小）、将磁场反向并适当改变大小ACabI左手定则运用：左手定则运用：FNS导线将如何运动？导线将如何运动？导线将如何运动？导线将如何运动？2 2 、如如图图所所示示，条条形形磁磁铁铁放放在在水水平平桌桌面面上上，在在其其正正中中央央的的上上方方固固定定一一根根直直导导线线MNMN，导导线线与与磁磁场场垂垂直直，给导线通以由给导线通以由N N向向M M的电流，则的电流，则( )
11、( )A. A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B. B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用C. C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用D. D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用NSF（1 1）绳子拉力）绳子拉力_ ( (变大变大, ,变小变小, ,不变不变) )（2 2）桌面对磁铁的支持力）桌面对磁铁的支持力_（3 3）桌面对磁铁的摩擦力）桌面对磁铁的摩擦力_(_(有有, ,无无).).变大变大变小
12、变小无无NSF桌面对磁铁的摩擦力桌面对磁铁的摩擦力 _(_(有有, ,无无) ) 方向方向_._. 有有水平向右水平向右课堂训练课堂训练FB课堂训练课堂训练1 1、如图所示，蹄形磁体用悬线悬于、如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O O点，在磁铁的正点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左下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向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是_。A A静止不动静止不动B B向纸外平动向纸外平动C CN N极向纸外，极向纸外，S S极向纸内转动极向纸内转动D DN N极向纸内，极向纸内，S S极向纸外转动极向纸外转动C下列图
13、3中的通电导线长均为L=20cm，通电电流强度均为I=5A，它们放入磁感应强度均为B=0.8T的匀强磁场中，求它们所受磁场力（安培力）。例题：如图所示，在磁感应强度为例题：如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质量为，质量为0.1kg的金属棒的金属棒MN，此时弹簧伸，此时弹簧伸长长10cm，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？的大小和方向如何？MNIB课堂训练课堂训练2 2、将长度为、将长度为20cm20cm、通有、通有0.1A0.1A电流的直导线电流的直
14、导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为如图所示，已知磁感应强度为1T1T。试求。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。方向。00.02N0.02N水平向右水平向右0.02N0.02N垂直导线斜向垂直导线斜向左上方左上方BACBI例题：如图所示，直角三角形例题：如图所示，直角三角形ABC组组成的导线框内通有电流成的导线框内通有电流I1A，并处，并处在方向竖直向下的匀强磁场在方向竖直向下的匀强磁场B2T中，中，AC40cm， ，求三角，求三角形框架各边所受的安培力。形框架各边所受的安培力。复习：复习
15、： 垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长线长L=1cm，通电电流强度，通电电流强度I=10A，若它所受的，若它所受的磁场力磁场力F=5N，求（求（1）该磁场的磁感应强度）该磁场的磁感应强度B是多少？是多少？ （2）若导线平行磁场方向磁场的磁感强度）若导线平行磁场方向磁场的磁感强度B是多少？是多少？ （3 ）此时它所受磁场力是多大？）此时它所受磁场力是多大？3 3 、如如图图所所示示，在在倾倾角角为为3030o o的的斜斜面面上上，放放置置两两条条宽宽L L0.5m0.5m的的光光滑滑平平行行导导轨轨，将将电电源源、滑滑动动变变阻阻器器用用导导线线连连接接在在导导
16、轨轨上上，在在导导轨轨上上横横放放一一根根质质量量为为m m0.2kg0.2kg的的金金属属棒棒abab，电电源源电电动动势势E E12V12V，内内阻阻r r0.30.3，磁磁场场方方向向垂垂直直轨轨道道所所在在平平面面，B B0.8T0.8T。欲欲使使棒棒abab在在轨轨道道上上保保持持静静止止，滑滑动动变变阻阻器器的的使使用用电阻电阻R R应为多大？（应为多大？（g g取取10m/s10m/s2 2，其它电阻不计，其它电阻不计）BE rRa30bBGFNF例例3：如图所示如图所示,在倾角为在倾角为的的光滑光滑斜面斜面上上,有一导体棒，电流为有一导体棒，电流为I,长为长为L,质质 量为量为
17、m，在竖直向上的磁场中，在竖直向上的磁场中静止静止，则磁感，则磁感应强度应强度B为为_. BB=mgtan/IL引申引申1：欲使它静止在斜面上欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度外加磁场的磁感应强度B的最小值的最小值为为_, 方向方向_.引申引申2：欲使它静止在斜面上欲使它静止在斜面上,且且对斜面无压力对斜面无压力, 外加磁场外加磁场的磁感应强度的磁感应强度B的最小值的最小值为为 _, 方向方向_. mgsin=BIL B=mgsin/ILmg=BIL B=mg/ILBB课堂练习课堂练习【例例例例3 3】如如图图所所示示，两两平平行行光光滑滑导导轨轨相相距距0.2m，与与水水平平面面夹夹
18、角角为为450，金金属属棒棒MN的的质质量量为为0.1kg，处处在在竖竖直直向向上上磁磁感感应应强强度度为为1T的的匀匀强强磁磁场场中中，电电源源电电动动势势为为6V，内内阻阻为为1，为为使使MN处处于于静静止止状状态态，则则电电阻阻R应为多少？应为多少？(其他电阻不计其他电阻不计)【答案答案】R=0.2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若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针转37，此
19、时ab仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩擦力为多大？ab练习：如图所示，金属练习：如图所示，金属杆杆ab的质量为的质量为m，长为，长为L，通过的电流为，通过的电流为I，处，处在磁感应强度为在磁感应强度为B的匀的匀强磁场中，结果强磁场中，结果ab静止静止在水平导轨上。若磁场在水平导轨上。若磁场方向与水平导轨成方向与水平导轨成角，角，求：求：（1）棒）棒ab受到的摩擦受到的摩擦力；力；（2）棒对导轨的压力。）棒对导轨的压力。Bab三三. . 磁电式电表磁电式电表1 1、电流表的构造、电流表的构造最基本的部分是磁铁和放在磁铁两级间的线圈。三、磁电式电流表三、磁电式电流表2 2、电流表的工作原理、电流
20、表的工作原理: : 1 1、当电流通过线圈时，线圈左右两边都要受到方向相反的、当电流通过线圈时，线圈左右两边都要受到方向相反的安培力，使线圈发生转动，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，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。抗线圈转动。3 3、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通、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，它的平面都跟磁感线平行，表盘的电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，表盘的刻度就是均匀的了。刻度就是均匀的了。2 2、电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。所、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的大小。以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。3 3、磁电式电流表的特点、磁电式电流表的特点1 1）表盘的刻度均匀，）表盘的刻度均匀，II。2 2）灵敏度高，但过载能力差。）灵敏度高，但过载能力差。3 3）满偏电流）满偏电流I Ig g，内阻，内阻R Rg g反映了电流表的最反映了电流表的最主要特性。主要特性。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！49
