《物理》下册第三节-磁场对通电直导线的作用课件.ppt

1、一、一、磁场对通电直导线的作用力磁场对通电直导线的作用力 磁场对通电导线的作用力叫做安培力安培力。1 1安培力安培力 当通电导线垂直放入匀强磁场中时，由磁感应强度的定义式可推导出通电导线所受的安培力为ILBF BI 当通电直导线的电流方向与匀强磁场的磁感线方向成q 角时，把磁感应强度矢量B正交分解为两个矢量：B=Bcosq；B=Bsinq。BqIqBBBBqIqBBB通电导线所受的安培力为 F=IL B，将分量式代入，得 F=ILB sin q。qsinILBF 2 2安培定律安培定律 在匀强磁场中，安培力的大小等于电流强度I、导线长度L、磁感应强度B以及I和B夹角q 的正弦的乘积。当q=0或

2、q=180，即电流方向和磁场方向相同或相反时，通电直导线所受的安培力为零；讨论讨论 当q=90，即电流方向和磁场方向垂直时，通电直导线所受的安培力最大，F=IL B。（2）安培力的方向由左手定则确定。应用左手定则时，让磁感应强度分量B垂直穿过手心，即可判定通电导线所受安培力的方向。说明说明（1）F=ILB sin q 只适用于匀强磁场。【例题例题】已知在下图中，匀强磁场的磁感强度为1.0T，通电直导线中的电流强度为10 A，导线长为20 cm。当直导线与磁场方向垂直放置时，直导线所受的安培力有多大？方向如何？当直导线与磁场方向夹角q=60时，直导线所受的安培力有多大？方向如何？BqIBI 解解

3、 已知：B=1.0T ，I=10A ，L=20cm=0.20m，q=60。求：F、F的大小和方向当直导线与磁场方向垂直放置时N0.2T0.1m20.0A10 ILBF当直导线与磁场方向夹角q=60时 N73.160sinT0.1m20.0A10sinqILBF 由左手定则可知，两种情况下的安培力的方向均垂直于B和I所决定的平面，即垂直纸面向里。二、磁场对通电平面线圈的磁力矩二、磁场对通电平面线圈的磁力矩 NSIIO Oab cd单匝矩形通电线圈放在匀强磁场中NSFFIIO Oab cd 当线圈平面与磁场方向平行时，线圈的ad边和bc边中的电流与磁场方向平行，不受安培力；ab边和cd边中的电流与

4、磁场方向垂直，受的安培力大小相等，方向相反，且不在一条直线，均与线圈平面垂直，对线圈产生磁力矩，使线圈绕转轴OO逆时针转动。ab边和cd边受力大小均为 BabIILBF这两个力对转轴OO均产生逆时针的磁力矩。合磁力矩为BadabIadFM22因为 是矩形线圈的面积S，所以线圈所受的合磁力矩为 adabISBM 对于N匝密绕平面线圈，它所受的磁力矩应是单匝线圈的N倍，即NISBM 当线圈平面与磁场方向垂直时，磁力矩为零；说明说明 电流表、电动机的工作原理都是线圈在磁场中受到磁力矩而发生转动。当线圈平面与磁场方向不平行时，磁力矩介于零和最大之间。FadOdFabFcdabcFbcIIBO 当线圈平面与磁场方向平行时，磁力矩最大；三、电流表的工作原理三、电流表的工作原理 螺旋弹簧线圈软铁电流表的构造示意图 NSF F 蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀地辐向分布，不管通电线圈转到什么角度，线圈上跟铁芯轴线平行的两边都受到与线圈平面垂直的安培力，这两个力产生的磁力矩与线圈中的电流成正比（M=NISB），使线圈发生转动。【课堂练习题课堂练习题】如图所示，通电线圈平面与磁场方向垂直，试用左手定则判定线圈的四条边所受安培力方向，并说明各力是否对线圈产生磁力矩？OdabcIIBO