《湖南省新田县第一中学高中物理3.4磁吃通电导线的作用1课件新人教版选修31》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖南省新田县第一中学高中物理3.4磁吃通电导线的作用1课件新人教版选修31（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章磁场第三章磁场第四节第四节磁场对通电导线的作用力磁场对通电导线的作用力复习检测复习检测1 1、常见几种磁场的分布、常见几种磁场的分布2 2、磁通量、磁通量1.1.磁通量的变化磁通量的变化磁通量变化磁通量变化 2 21 1是某两个时是某两个时刻穿过某个平面刻穿过某个平面S S的磁通量之差，即的磁通量之差，即取决于末状态的磁通量取决于末状态的磁通量2 2与初状态与初状态磁通量磁通量1 1的代数差的代数差磁通量的变化一般有三种形式磁通量的变化一般有三种形式 1 1、B B不变，有效面积不变，有效面积S S变化变化 2 2、B B变化，变化，S S不变不变 3 3、B B和和S S同时变化同时变
2、化2 2、如图所示、如图所示, ,一矩形线框一矩形线框, ,从从.abcd.abcd位置移动到位置移动到abcdabcd位置的过程中位置的过程中, ,关于穿过线框的磁通量情况关于穿过线框的磁通量情况下列叙述正确的是下列叙述正确的是( (线框平行于纸面移动线框平行于纸面移动)( ) )( ) A.A.一直增加一直增加B.B.一直减少一直减少C.C.先增加后减少先增加后减少D.D.先增加先增加, ,再减少直到零再减少直到零, ,然后再增加然后再增加, ,然后再减少然后再减少adcbabdcD D3 3、如图所示、如图所示, ,框架面积为框架面积为S,S,框架平面与磁感框架平面与磁感应强度为应强度为
3、B B的匀强磁场方向垂直的匀强磁场方向垂直, ,则穿过平面则穿过平面的磁通量为的磁通量为_,_,若使框架绕若使框架绕OOOO转过转过6060度度角则穿过线框平面的磁通量为角则穿过线框平面的磁通量为_,_,若若从初始位置转过从初始位置转过9090度角度角, ,则穿过线框平面的则穿过线框平面的磁通量为磁通量为_,_,若从初始位置转过若从初始位置转过180180度角度角, ,则穿过线框平面的磁通量变化为则穿过线框平面的磁通量变化为_OOBSBSBS/2BS/20 02BS2BS4 4、如图所示，两根非常靠近且互、如图所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所相垂直的长直导线，当通以如图所示
4、方向的电流时，电流所产生的磁示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且向里的方向是一致且向里的 （ ）A.A.区域区域I I B.B.区域区域C.C.区域区域 D.D.区域区域A A演示：按照右图所示进行实验。演示：按照右图所示进行实验。1 1、改变导线中电流、改变导线中电流的方向，观察受力的方向，观察受力方向是否改变。方向是否改变。通电导线在磁场中受到的力称为通电导线在磁场中受到的力称为安培力安培力一、安培力的方向一、安培力的方向IBFFIB规律探究规律探究2 2、上下交互磁场的位置以改变磁场、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观
5、察受力方向是否变化的方向，观察受力方向是否变化FIBIBFF、B、I方向关系方向关系安培力方向既与电流方向垂直又安培力方向既与电流方向垂直又与磁场方向垂直，即垂直于电流和与磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所在的平面磁场所在的平面BIF左手定则：左手定则：伸开左手伸开左手, ,使使拇指与其余四个手指垂拇指与其余四个手指垂直直, ,并且都与手掌在同一并且都与手掌在同一平面内平面内; ;让磁感应线从掌让磁感应线从掌心进入心进入, ,并使四指指向电并使四指指向电流的方向，这时拇指所流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的在磁场中所受安培力的方向方向F、B、I方向
6、关系方向关系遵循左手定则遵循左手定则FIBFIBBBIFBI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30FFIIIBBB问题：问题：如图所示，如图所示，两条平行的通电两条平行的通电直导线之间会通直导线之间会通过磁场发生相互过磁场发生相互作用作用 同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论: :FFF同向同向电流电流F反向反向电流电流（1 1） 在在匀强磁场匀强磁场中，在通电直导线与磁中，在通电直导线与磁场方向场方向垂直垂直的情况下，导线所受安培力的情况下，导线所受安培力F F等于磁感应强度等于磁感应强度B B、电流、电流I I和导线
7、的长度和导线的长度L L三者的乘积。三者的乘积。即：即： 二、安培力的大小二、安培力的大小（2 2）平行时：）平行时：F0问题问题: :如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？B BIIB BB B2 2B B1 1磁电式电流表磁电式电流表1 1、构造、构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。芯（软铁制成）。铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。.问题问题电表中磁场分布有何特点呢？电表中磁场分布有何特点呢？电表中磁铁与铁芯之间是电表中磁
8、铁与铁芯之间是均匀辐向分布均匀辐向分布的的. . 所谓所谓均匀辐向分布均匀辐向分布，就是说所有磁感线的就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于中心，不管线圈处于什么位置，什么位置，线圈平面线圈平面与磁感线之间的夹角与磁感线之间的夹角都是零度都是零度. .在以铁芯为中心的在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁圆圈上，各点的磁感应强度感应强度B B的的大小大小是相等是相等的的. .非匀强磁场非匀强磁场问题问题该磁场该磁场是否匀强磁场？是否匀强磁场？问题问题该磁场该磁场的特点？的特点？2 2、电流表的工作原理、电流表的工作原理 1 1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐、蹄形
9、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，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线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到平行的两边都要受到安培力，这两个力产安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生生的力矩使线圈发生转动转动. .线圈转动使螺旋弹线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一簧被扭动，产生一个阻碍线圈个阻碍线圈转动的转动的力矩，其大小随线力矩，其大小随线圈转动的角度增大圈转动的角度增大而增大，当这种阻而增大，当这种阻碍力矩和安培力产碍力矩和安培力产生的使线圈转动的生的使线圈转动的力矩相平衡时，
10、线力矩相平衡时，线圈停止转动。圈停止转动。2 2、磁场对电流的作用力与电流成正、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角度的大小，可以知道被测电流的强弱。弱。表盘的刻度均匀，表盘的刻度均匀，I3 3、当线圈中的电流方、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏化，所以根据
11、指针的偏转方向，可以知道被测转方向，可以知道被测电流的方向。电流的方向。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，在磁铁的正下方有一水平放置的点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的长直导线，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极向纸极向纸内转动内转动D DN N极向纸内，极向纸内，S S极向纸极向纸外转动外转动C 两条导线互相垂直，但相隔一小段距两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中离，其中abab固定，固定，c
12、dcd可以自由活动，当通可以自由活动，当通以如图所示电流后，以如图所示电流后，cdcd导线将（）导线将（）A.A.顺时针方向转动，同时靠近顺时针方向转动，同时靠近ababB.B.逆时针方向转动，同时离开逆时针方向转动，同时离开ababC.C.顺时针方向转动，同时离开顺时针方向转动，同时离开ababD.D.逆时针方向转动，同时靠近逆时针方向转动，同时靠近abababcdD D0 00.02N0.02N水平向右水平向右0.02N0.02N垂直导线垂直导线斜向左上方斜向左上方将长度为将长度为20cm20cm、通有、通有0.1A0.1A电流的直导电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向线放入一匀
13、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。试求出。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向下列各图中导线所受安培力的大小和方向IBIB30IBBacbI 如图所示，直角三角形如图所示，直角三角形abcabc组成的导组成的导线框内通有电流线框内通有电流I I1A1A，并处在方向竖，并处在方向竖直向下的匀强磁场直向下的匀强磁场B B2T2T中，中，AC=40cmAC=40cm， ，求三角形框架各边所受的安培力。，求三角形框架各边所受的安培力。F在图中，匀强磁场磁感应强度为在图中，匀强磁场磁感应强度为B B，有一段，有一段长长L L，通有电流为，通有电
14、流为I I的直导线的直导线abab，电流方向，电流方向从从a a到到b b，则导线所受磁场力大小和方向如，则导线所受磁场力大小和方向如何？并将立体图改画为平面图何？并将立体图改画为平面图BBabFBBab如图所示，在磁感应强度为如图所示，在磁感应强度为1T1T的匀强的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为一条长为0.5m0.5m，质量为，质量为0.1kg0.1kg的金属的金属棒棒MNMN，此时弹簧伸长，此时弹簧伸长10cm10cm，欲使弹簧，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？方向如何？MNIB2A2A，方向从
15、，方向从M M到到N N关于磁场对通电直导线的作用力关于磁场对通电直导线的作用力, ,下列说下列说法正确的是法正确的是( )( )A.A.通电直导线在磁场中一定受到安培力通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用的作用B.B.通电直导线在磁场中所受安培力的方通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直向一定跟磁场方向垂直C.C.通电直导线在磁场中所受安培力的方通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流方向垂直向一定跟电流方向垂直D.D.通电直导线在磁场中所受安培力的方通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂于由向垂于由B B和和I I所确定的平面所确定的平面BCDBCD磁场中某处的磁感线如图
16、所示磁场中某处的磁感线如图所示( )( )A.aA.a、b b两处的磁感应强度的大小不等两处的磁感应强度的大小不等,B,Ba aBBb bB.aB.a、b b两处的磁感应强度的大小不等两处的磁感应强度的大小不等,B,Ba aBBb bC.C.同一通电导线放在同一通电导线放在a a处受力一定比放在处受力一定比放在b b处大处大D.D.同一通电导线放在同一通电导线放在a a处受力一定比放在处受力一定比放在b b处小处小abB B如图所示，通电直导线如图所示，通电直导线A A与贺形通电导线环与贺形通电导线环B B固定放置在同一水平面上固定放置在同一水平面上, ,通有如图所示的通有如图所示的电流时电流
17、时, ,通电直导线受到水平向通电直导线受到水平向 的安的安培力作用培力作用. .当当A A、B B中电流大小保持不变中电流大小保持不变, ,但同但同时改变方向时时改变方向时, ,通电直导线通电直导线A A所受的安培力方所受的安培力方向水平向向水平向 . .AIBI右右如图所示，向一根松弛的导体线圈中如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流通以电流, ,线圈将会线圈将会( )( )A.A.纵向收缩纵向收缩, ,径向膨胀径向膨胀B.B.纵向伸长纵向伸长, ,径向膨胀径向膨胀C.C.纵向伸长纵向伸长, ,径向收缩径向收缩D.D.纵向收缩纵向收缩, ,径向收缩径向收缩纵向A把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬
18、挂起来把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来, ,使它的下端刚好跟杯里的水银面接触使它的下端刚好跟杯里的水银面接触, ,并并使它组成如图所示的电波使它组成如图所示的电波, ,当开关接通后当开关接通后, ,将看到的现象将看到的现象 是是( )( )A.A.弹簧向上收缩弹簧向上收缩B.B.弹簧被拉长弹簧被拉长C.C.弹簧上下振动弹簧上下振动D.D.弹簧仍静止不动弹簧仍静止不动SC 如图所示，导线如图所示，导线abcabc为垂直折线为垂直折线, ,其中其中电流为电流为I,ab=bc=L,I,ab=bc=L,导线拓在的平面与匀强导线拓在的平面与匀强磁场垂直磁场垂直, ,匀强磁场的磁感应强度为匀强磁场的磁感
19、应强度为B,B,求求导线导线abcabc所受安培力的大小和方向所受安培力的大小和方向. .abc如图所示，将通电导线圆环平行于纸面如图所示，将通电导线圆环平行于纸面缓慢地坚直向下放入水平方向垂直纸面缓慢地坚直向下放入水平方向垂直纸面各里的匀强磁场中各里的匀强磁场中, ,则在通电圆环完全进则在通电圆环完全进入磁场的过程中入磁场的过程中, ,所受的安培力大小变化所受的安培力大小变化是是( )( )BA.A.逐渐变大逐渐变大B.B.先变大后变小先变大后变小C.C.逐渐变小逐渐变小D.D.先变小后变大先变小后变大IB如图所示，如图所示，MNMN是一条水平放置的固定长直是一条水平放置的固定长直导线导线,
20、 ,导线中通有大小为导线中通有大小为I I1 1, ,方向如图所示方向如图所示的电流的电流.P.P是一个通有电流是一个通有电流I I2 2的的, ,与与MNMN共面的共面的金属圆环金属圆环, ,圆环圆环P P在磁场作用下将在磁场作用下将( )( )MI1PA.A.沿纸面向上运动沿纸面向上运动B.B.沿纸面向下运动沿纸面向下运动C.C.上半部垂直纸面向外上半部垂直纸面向外, , 下半部垂直纸面向里转动下半部垂直纸面向里转动D.D.上半部垂直纸面向里上半部垂直纸面向里, , 下半部垂直纸面向外转动下半部垂直纸面向外转动I2NB如图所示，一根有质量的金属棒如图所示，一根有质量的金属棒MNMN，两端用
21、，两端用细软导线连接后悬于细软导线连接后悬于a a、b b两点，棒的中部处两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从有电流，方向从M M流向流向N N，些时悬线上有拉力，些时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以为了使拉力等于零，可以( )( )A.A.适当减小磁感应强度适当减小磁感应强度B.B.使磁场反向使磁场反向C.C.适当增大电流适当增大电流D.D.使电流反向使电流反向MNabC如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为纸面水平放置一根长为L L、质量为、质量为m m的通电直的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止在斜面上，外加磁场，磁感应强度的大小止在斜面上，外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是和方向可以是( )( )A.B=mgsinA.B=mgsin/IL/IL，方向垂直斜面向下，方向垂直斜面向下B.B=mgtanB.B=mgtan/IL/IL，方向竖直向下，方向竖直向下C.B=mg/ILC.B=mg/IL，方向水平向左，方向水平向左D.B=mgcosD.B=mgcos/IL/IL，方向水，方向水平向左平向左I IABC
