szw34通电导线在磁场中受到的力0120913(二)

1、电现象电现象磁现象磁现象1.由电生磁由电生磁4.由磁生电由磁生电有联系吗有联系吗?2.电磁作用电磁作用3.磁电作用磁电作用第三章第三章 磁场磁场浙江丽水中学浙江丽水中学 宋樟伟宋樟伟如图所示通电的导线，导线弯成直角，两条直如图所示通电的导线，导线弯成直角，两条直角边的边长为角边的边长为L，流过的电流为，流过的电流为I，磁感强度为，磁感强度为B求：求： （1）甲图中通电导线受的安培力的大小和方向；）甲图中通电导线受的安培力的大小和方向； （2）乙图中通电导线受的安培力的大小和方向。）乙图中通电导线受的安培力的大小和方向。一、求解通电导线在磁场中的运动问题一、求解通电导线在磁场中的运动问题 甲甲乙

2、乙方法提炼方法提炼：分段法分段法如图，一根长如图，一根长L L，质量为，质量为m m的导线用软导线悬挂的导线用软导线悬挂在方向水平的磁感应强度为在方向水平的磁感应强度为B B的匀强磁场中，的匀强磁场中，现要使悬现要使悬绳张力为绳张力为0，求：求：（1 1）则导线中电流应为多少？方向如何？）则导线中电流应为多少？方向如何？（2 2）如果其他都不变，磁场方向相反，绳子的张力变如果其他都不变，磁场方向相反，绳子的张力变为多大为多大?（3 3）如果其他都不变，磁场方向变为竖直向上，平衡如果其他都不变，磁场方向变为竖直向上，平衡时绳子的张力变为多大时绳子的张力变为多大?B B（1 1）用力学的知识、方用

3、力学的知识、方法、思想、策略与电磁学的知识、方法、思想、策略与电磁学的知识、方法、思想、策略象解决力学问题一样法、思想、策略象解决力学问题一样解决通电导线在磁场中的运动问题。解决通电导线在磁场中的运动问题。（2）安顺序受力分析，防止少力多力）安顺序受力分析，防止少力多力 在倾角为在倾角为3030的光滑斜面上垂直纸面放置一根长的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为为L L、质量为质量为m m的直导体棒，导体棒处于静止状态。求的直导体棒，导体棒处于静止状态。求（1 1）若导体对斜面没有压力时所施加磁感应强度和方）若导体对斜面没有压力时所施加磁感应强度和方 向；向；（2 2）若磁场方向竖直向下，则磁感应强

4、度为多少？）若磁场方向竖直向下，则磁感应强度为多少？（3 3）欲使导体棒处于静止状态，所加磁场的磁感应强度）欲使导体棒处于静止状态，所加磁场的磁感应强度 最小为多少？方向如何？最小为多少？方向如何？ 善于画出立体图的善于画出立体图的合理的（截、剖、投）平面图；合理的（截、剖、投）平面图；（2 2）用力学的知识、方法、思想、策用力学的知识、方法、思想、策略与电磁学的知识、方法、思想、策略与电磁学的知识、方法、思想、策略象解决力学问题一样解决略象解决力学问题一样解决通电导线通电导线在磁场中的运动问题在磁场中的运动问题。（3）安顺序受力分析，防止少力多力）安顺序受力分析，防止少力多力水平放置的两个平

5、行金属轨道相距水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面上面有一质量为有一质量为0.04kg的均匀金属棒的均匀金属棒ab，电源电动势为，电源电动势为V，内阻为，内阻为0.5，滑动变阻器调到，滑动变阻器调到2.5时，要在时，要在金属棒所在位置施加一个垂直与金属棒所在位置施加一个垂直与ab的匀强磁场，才的匀强磁场，才能使金属棒能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，求：对轨道的压力恰好为零，求：（1）匀强磁场的大小和方向）匀强磁场的大小和方向（2）若保持磁感应强度）若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针转的大小不变，方向顺时针转37，此时，此时ab仍然静止，则轨道对仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩

6、的支持力和摩擦力为多大？擦力为多大？ab善于画出立体图的善于画出立体图的合理的（截、剖、投）平面图；合理的（截、剖、投）平面图；（2 2）用力学的知识、方法、思想、策用力学的知识、方法、思想、策略与电磁学的知识、方法、思想、策略与电磁学的知识、方法、思想、策略象解决力学问题一样解决通电导线略象解决力学问题一样解决通电导线在磁场中的运动问题。在磁场中的运动问题。（3）安顺序受力分析，防止少力多力）安顺序受力分析，防止少力多力电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变电磁炮是利用磁场对电流的作用力，把电能转变成机械能，使炮弹发射出去的如图所示，把两根长为成机械能，使炮弹发射出去的如图所示，把两根长

7、为s，互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质，互相平行的铜制轨道放在磁场中，轨道之间放有质量为量为m的炮弹，炮弹架在长为的炮弹，炮弹架在长为l、质量为、质量为M的金属杆上，的金属杆上，当有大的电流当有大的电流I1通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁通过轨道和炮弹时，炮弹与金属架在磁场力的作用下，获得速度场力的作用下，获得速度v1时的加速度为时的加速度为a，当有大的，当有大的电流电流I2通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度通过轨道和炮弹时，炮弹最终以最大速度v2脱离脱离金属架并离开轨道，设炮弹运动过程中受到的阻力与速金属架并离开轨道，设炮弹运动过程中受到的阻力与速度的平方成正比，求垂直于轨道

8、平面的磁感应强度多大？度的平方成正比，求垂直于轨道平面的磁感应强度多大？(设金属架与炮弹在运动过程中所受的总阻力与速度平设金属架与炮弹在运动过程中所受的总阻力与速度平方成正比方成正比)答案：0.14AI0.46A善于画出立体图的善于画出立体图的合理的（截、剖、投）平面图；合理的（截、剖、投）平面图；（2 2）用力学的知识、方法、思想、策用力学的知识、方法、思想、策略与电磁学的知识、方法、思想、策略与电磁学的知识、方法、思想、策略象解决力学问题一样解决通电导线略象解决力学问题一样解决通电导线在磁场中的运动问题。在磁场中的运动问题。（3）安顺序受力分析，防止少力多力）安顺序受力分析，防止少力多力N

9、SFNSF如图甲、乙所示，条形磁铁放在水平桌面上，如图甲、乙所示，条形磁铁放在水平桌面上，在甲的在甲的 正中央的上方和乙的左上方固定一根直导线正中央的上方和乙的左上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，如果给导线通以由，导线与磁场垂直，如果给导线通以由N向向M的电的电流，则流，则（1）与不通电相比，甲图中的磁铁受到的支持力和摩）与不通电相比，甲图中的磁铁受到的支持力和摩擦力如何变化？擦力如何变化？（2）与不通电相比，乙图中的磁铁受到的支持力和摩）与不通电相比，乙图中的磁铁受到的支持力和摩擦力如何变化？擦力如何变化？FB甲甲乙乙关键关键：把把电磁电磁作用转化为作用转化为磁电磁电作用作用 用左手定

10、则解释用左手定则解释“同向电流相吸同向电流相吸”和和“反向电流反向电流相斥相斥”的现象。的现象。同向相吸同向相吸反向相斥反向相斥1234二、导体在安培力作用下的运动问题二、导体在安培力作用下的运动问题 关键关键：（：（1）把把电电电电作用转化作用转化磁电磁电作用作用 (2)搞清因果关系，搞清因果关系，“因电生磁因电生磁”，“磁电作用磁电作用” （3）有用的结论：同相电流相吸，反相电流相斥）有用的结论：同相电流相吸，反相电流相斥通电矩形导线框通电矩形导线框abcdabcd与无限长通电直导线与无限长通电直导线MNMN在同一平面内，电流方向如图所示，在同一平面内，电流方向如图所示，abab边与边与N

11、MNM平行。平行。判断线框将如何运动？判断线框将如何运动？MNabcdI1I2提示提示：（1）因果关系法）因果关系法; (2)电流作用法电流作用法如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图所示的电流后，于线圈平面。当线圈内通入如图所示的电流后，判断线圈如何运动？判断线圈如何运动？向左摆动向左摆动方法提炼方法提炼：（1）微元法）微元法; (2)等效法等效法如图如图,在条形磁铁在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，磁铁水极附近悬挂一个线圈，磁铁水平放置，其轴线与线圈

12、共面并通过线圈的圆心，当线圈平放置，其轴线与线圈共面并通过线圈的圆心，当线圈中的电流沿图示方向时，线圈将会如何运动？中的电流沿图示方向时，线圈将会如何运动？ISN 从上向下看逆时针从上向下看逆时针转动的同时向右摆动转动的同时向右摆动方法提炼方法提炼：（1）微元法）微元法; (2)等效法等效法NS方法提示方法提示：（1）分段法）分段法; (2)分解法分解法两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中一条一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条是固定的，另一条CD能能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线

13、时，CD导线将导线将（ ）A、顺时针方向转动，同时靠近导线、顺时针方向转动，同时靠近导线ABB、顺时针方向转动，同时离开导线、顺时针方向转动，同时离开导线ABC、逆时针方向转动，同时离开导线、逆时针方向转动，同时离开导线ABD、逆时针方向转动，同时靠近导线、逆时针方向转动，同时靠近导线ABABCDIIA方法提示方法提示：（1）分段法）分段法; (2)分解法分解法三、探究磁电式电流表的工作原理三、探究磁电式电流表的工作原理 上课演示用的上课演示用的G表表实验用实验用G表表软铁芯软铁芯极靴极靴线圈线圈F1 F2 F1 F2 nBISknBSIkIk结论结论：线圈（指针）转过的角度与流过线圈的电流：

14、线圈（指针）转过的角度与流过线圈的电流 成成正比。正比。所以可以根据线圈的偏转角度能测所以可以根据线圈的偏转角度能测量量 通过线圈的电流的大小，而且电流表的刻度通过线圈的电流的大小，而且电流表的刻度是是 均匀的。均匀的。F1 F2 结论结论：线圈的转动方向与流过线圈的电流方向有关，：线圈的转动方向与流过线圈的电流方向有关，所以根据电流表指针的偏转方向可以判断被测的电所以根据电流表指针的偏转方向可以判断被测的电流方向流方向。F1 F2 电阻：电阻： 不足不足： 导线细、电流小，导线细、电流小，测小电流测小电流优点优点： 灵敏度高，量程灵敏度高，量程容易扩大。容易扩大。gggUI R例例1.要想提

15、高磁电式电流表的灵敏度，可采用的办要想提高磁电式电流表的灵敏度，可采用的办法有法有 ()A增加线圈匝数增加线圈匝数B增加永久性磁铁的磁感应强度增加永久性磁铁的磁感应强度C增加线圈面积增加线圈面积D减小转轴处摩擦减小转轴处摩擦ABCD提示提示： 解决此题的关键是要理解磁电式电流的结构和测解决此题的关键是要理解磁电式电流的结构和测量原理量原理例例2.关于磁电式电表的下列说法中正确的是关于磁电式电表的下列说法中正确的是()A指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩与线圈指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的力矩与线圈受到的磁力矩方向是相反的受到的磁力矩方向是相反的B通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度通电线圈中的电流越