磁场对通电导线的作用力(习题课)

关于磁场对通电导线的作用力(习题课)第一页，共三十页，2022年，8月28日例1如图3-20所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线ab固定不不动，导线cd能自由运动，则它的运动情况是( ).A．顺时针转动，同时靠近导线abB．顺时针转动，同时远离导线abC．逆时针转动，同时靠近导线abD．逆时针转动，同时远离导线ab第二页，共三十页，2022年，8月28日固定FF

˙××××××˙˙˙˙˙自由同向相吸第三页，共三十页，2022年，8月28日例1如图3-20所示，两根互相绝缘、垂直放置的直导线ab和cd，分别通有方向如图的电流，若通电导线ab固定不不动，导线cd能自由运动，则它的运动情况是( ).A．顺时针转动，同时靠近导线abB．顺时针转动，同时远离导线abC．逆时针转动，同时靠近导线abD．逆时针转动，同时远离导线abC结论法：两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转动到平行且电流方向相同的趋势。FF第四页，共三十页，2022年，8月28日同向相吸异向相斥结论法：两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转动到平行且电流方向相同的趋势。第五页，共三十页，2022年，8月28日电流微元法BF方向•F方向×BBF例2如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是时，有关直导线运动情况的说法中正确的是（从上往下看）（）A、顺时针方向转动，同时下降B、顺时针方向转动，同时上升C、逆时针方向转动，同时下降D、逆时针方向转动，同时上升NS特殊位置法分析运动C第六页，共三十页，2022年，8月28日SN等效法分析运动NS例3如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现()16A．线圈向磁铁平移,9B．线圈远离磁铁平移,1C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁,11D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁电流微元法特殊位置法FFFF•

I方向×

I方向D第七页，共三十页，2022年，8月28日SN电流微元法、特殊位置法、等效法分析运动电流微元法、特殊位置法分析运动NSBF方向•F方向×BBF×第八页，共三十页，2022年，8月28日等效法分析运动NS例4、如图两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将：()A、吸引．

B、排斥．C、保持静止．

D、边吸引边转动．结论法：同向电流互相吸引ANNSS第九页，共三十页，2022年，8月28日例5、如图所示，一条劲度系数较小的金属弹簧处于自由状态，当弹簧通以电流时，弹簧将（）Ａ.纵向收缩，径向膨胀；Ｂ.纵向伸长，径向收缩；Ｃ.纵向收缩，径向伸长；Ｄ.纵向伸长，径向膨胀。A螺线管通电后，在轴向上有收缩趋势；在径向上有扩张趋势．（4）推论分析法S

NIB2B1B1B2F1F1F2F2第十页，共三十页，2022年，8月28日课本P94+-第十一页，共三十页，2022年，8月28日SN等效法分析运动NS例6如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现()16,A．线圈向磁铁平移,9B．线圈远离磁铁平移,1C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁,11D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁电流微元法特殊位置法FFFF•

I方向×

I方向D第十二页，共三十页，2022年，8月28日NSF（1）绳子拉力_______(变大,变小,不变)（2）桌面对磁铁的支持力_______（3）桌面对磁铁的摩擦力________(有,无).变大变小无NSF桌面对磁铁的摩擦力

_______(有,无)方向_______.有水平向右F′f反馈练习1．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长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则（）

A、磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用

B、磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用,6

C、磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用9,16

D、磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用1,5BFF′A第十三页，共三十页，2022年，8月28日三、磁电式电流表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。第十四页，共三十页，2022年，8月28日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，使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，反线圈转动。3、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的大小第十五页，共三十页，2022年，8月28日三、磁电式电流表的特点1、表盘的刻度均匀，θ∝I。2、灵敏度高，但过载能力差。3、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。第十六页，共三十页，2022年，8月28日反馈练习2.电流表中通以相同的电流时，指针偏转的角度越大，表示电流表的灵敏度越高.下列关于电流表灵敏度的说法中正确的是( ).A．增加电流计中的线圈匝数，可以提高电流表的灵敏度6,12B．增强电流计中永久磁铁的磁性，可以提高电流表的灵敏度11,8C．电流计中通的电流越大，电流表的灵敏度越高5,7D．电流计中通的电流越小，电流表的灵敏度越高4,2ABθ∝F=NILBθ=kNILB电流表中通以相同的电流时，指针偏转的角度越大，表示电流表的灵敏度越高θ=kNILB∝NB第十七页，共三十页，2022年，8月28日电压表读数偏小I′（Rg+R′)=I(Rg+R)=UC注意:U一定3v3vII′VV′反馈练习3、

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I'(Rg+R')=I(Rg+R)=Uθ=kNILB∝NB第十八页，共三十页，2022年，8月28日课本P93做一做B俯视图o•IFFFF第十九页，共三十页，2022年，8月28日课后作业1．如图所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是（）A、不改变电流和磁场方向，适当增大电流B、只改变电流方向，并适当减小电流C、不改变磁场和电流方向，适当减小磁感应强度D、同时改变磁场和电流方向，并适当增大磁感应强度AD第二十页，共三十页，2022年，8月28日2、一根均匀粗导线的两端用柔软导线拉入电路，用用两根弹簧测力计悬挂起来，使导线MN保持水平，如图所示，在导线MN处加水平向里的磁场，并通以自M向N的电流，弹簧测力计的示数为F，若要使弹簧测力计示数增大，可以采用的做法是（）A、只减小电流14,2B、只增加电流13,3C、只改变电流方向16,8D、只改变磁场方向13,7ACDmgILBFF2F+ILB=mg2F=ILB+mgILB第二十一页，共三十页，2022年，8月28日

3．如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为（）

A.F2 B.F1－F2,12

C.F1＋F2

3,7 D.2F1－F23,4F1abF´1F2=F1-FBF´

2=F2ABBFBFBF'2=F'1-FB=F2第二十二页，共三十页，2022年，8月28日

4、在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流I，长L质量为m的导体棒，如图试求：（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向．19，14（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向．8，10B2minmg（2）F安2=ILB2sinα

=mg

B2min方向水平向左F安2=mgF安2=ILB2min=mgB2min=mg/ILIB2minB2B2α俯视图第二十三页，共三十页，2022年，8月28日

4、在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流I，长L质量为m的导体棒，如图试求：（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向．19，14（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向．8，10B2minmgB1min（2）F安2=ILB2sinα

=mg

（1）ILB1min=F安min=mgsinα

B1min方向垂直斜面向上B2min方向水平向左F安2=mgmgNFNF安合=mgF安minF安2=ILB2min=mgB2min=mg/IL第二十四页，共三十页，2022年，8月28日

4、在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流I，长L质量为m的导体棒，如图试求（3）分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直L，应外加磁场的方向范围．B2F安minmgB1（3）α<θB≤π

FNθθB

θF安FNF安合=mg第二十五页，共三十页，2022年，8月28日

4、在倾角为的光滑斜面上，置一通有电流I，长L质量为m的导体棒，如图试求：（1）欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向．，14（2）欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B的最小值和方向．，10B2minmgB1min（2）F安2=ILB2sinα

=mg

（1）ILB1min=F安min=mgsinα

B1min方向垂直斜面向上B2min方向水平向左F安2=mgmgNFNF安合=mgF安minF安2=ILB2min=mgB2min=mg/IL第二十六页，共三十页，2022年，8月28日5．如图所示，一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图，当空间加上如下所述的