2磁場對電流的作用

1、第二講 第二講 磁場對電流的作用 磁場對電流的作用基礎(chǔ)知識回顧 基礎(chǔ)知識回顧1．安培力 安培力——磁場對電流的作用力 磁場對電流的作用力（1）安培力的大小當(dāng) B、I、L 兩兩相互垂直時(shí)，F(xiàn)=BIL；當(dāng) B 與 I 平行時(shí) F=0；當(dāng) B 與 I 成θ角時(shí)，則F=BILsinθ。注意：①適用于任何磁場；但只有勻強(qiáng)磁場才能直接相乘②L 應(yīng)為有效長度，即圖中兩端點(diǎn)連線的長度（如圖 8-2-1 所示） ，相應(yīng)的電流方向沿L 由始端流向末端。因?yàn)?/p>

2、任意形狀的閉合線圈，其有效長度為零，所以通電以后在勻強(qiáng)磁場中，受到的安培力的矢量和為零。（2）安培力的方向用左手定則判定：伸開左手，使拇指與其余四指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，并使四指指向電流方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力的方向，安培力的方向與 B 和 I 所決定的平面垂直。2．磁電式電表的原理 磁電式電表的原理（1）電流表的構(gòu)造主要包括：蹄形磁鐵、圓柱形鐵芯、線圈

3、、螺旋彈簧和指針。蹄形磁鐵和鐵芯之間的磁場是均勻的輻向分布的，如圖 8-2-2 所示。無論通電導(dǎo)線處于什么位置，線圈平面均與磁感線平行。給線圈通電，線圈在安培力的力矩的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋彈簧變形，產(chǎn)生一個(gè)阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，當(dāng)二者平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)。電流越大，線圈和指針的偏轉(zhuǎn)角度也就越大，所以根據(jù)線圈偏轉(zhuǎn)的角度就可以判斷通過電流的大小。線圈的電流方向改變時(shí)，安培力的方向也就隨著改變，指針偏轉(zhuǎn)的方向也就改變，所以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，就

4、可以判斷被測電流的方向。（2）磁電式儀表的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，可以測出很弱的電流；缺點(diǎn)是繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流很小。重點(diǎn)難點(diǎn)例析 重點(diǎn)難點(diǎn)例析一、 一、定性判斷通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向 定性判斷通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向1．電流元分析法：把整段電流等分為很多段直線電流元，先用左手定則判斷出小段電流元受到的安培力的方向，再判斷整段電流所受的安培力的合力方向，從而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向。2．特殊位置分析法：把通

5、電導(dǎo)線轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后判斷其安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向。3．等效分析法：環(huán)形電流可以等效為小磁針；通電螺線管可以等效為多個(gè)環(huán)形電流或條形磁鐵。4．推論分析法：兩通電導(dǎo)線平行時(shí)，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥；通電導(dǎo)線不相互平行時(shí)，有轉(zhuǎn)到相互平行且方向相同的趨勢?！纠?【例 1】如圖 8-2-3 甲所示，把一通電直導(dǎo)線放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線中通過如圖所示方向的電流時(shí)，試判斷導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況。A．

6、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降 B．順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C．逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降 D．逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升練習(xí)：如圖 8-2-4 所示 ，用細(xì)橡皮筋懸吊一輕質(zhì)線圈，置于一固定直導(dǎo)線上方，兩者在同一豎直平面內(nèi)，線圈可以自由運(yùn)動(dòng)。當(dāng)給兩者通以圖示電流時(shí)，線圈將 （ ）A．靠近直導(dǎo)線，兩者仍在同一豎直平面內(nèi)B．遠(yuǎn)離直導(dǎo)線，兩者仍在同一豎直平面內(nèi)C．靠近直導(dǎo)線，同時(shí)旋轉(zhuǎn) 90°角練習(xí)：如圖 8-2-9 所示，U 形金屬導(dǎo)軌與

7、水平面成 300 角放置，空間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場 B=6×10-2T，兩平行導(dǎo)軌相距 L=0.1m，一質(zhì)量 m=0.01kg,電阻 R=0.2Ω的導(dǎo)體棒 ab擱在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌串聯(lián)的電源電動(dòng)勢 E=3V，內(nèi)阻 r=0.1Ω,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，導(dǎo)軌與導(dǎo)體無摩擦。求導(dǎo)體棒剛釋放時(shí)的加速度。練習(xí)一 練習(xí)一1.如圖 8-2-12 所示, 一個(gè)勁度系數(shù)較小的金屬彈簧處自由狀態(tài), 當(dāng)彈簧中通以圖示方向的電流時(shí) ( )A．縱

8、向收縮，徑向膨脹B．縱向伸長，徑向收縮C．縱向伸長，徑向膨脹D．縱向收縮，徑向收縮2．如圖 8-2-13 所示，條形磁鐵放在水平桌面上，其上方固定一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，并通以垂直紙面向里的電流，下列說法正確的是 （ ）A 磁鐵對桌面的壓力減小、不受桌面摩擦力的作用B. 磁鐵對桌面的壓力減小、受到桌面摩擦力的作用 C. 磁鐵對桌面的壓力增大，不受桌面摩擦力的作用D. 磁鐵對桌面的壓力增大，受到桌面摩擦力的作用3．如圖 8-2

9、-14 所示，兩根相同的細(xì)線水平懸掛一段均勻載流直導(dǎo)線 MN，電流 I 的方向從M 到 N，繩子的拉力均為 F,為使 F=0，可能達(dá)到要求的方法有（ ）A．加水平向右的磁場 B．加水平向左的磁場C．加垂直于紙面向里的磁場 D．加垂直于紙面向外的磁場4．在地球赤道上空，沿東西方向水平放置一根通以由西向東的直線電流，則此導(dǎo)線 （ ）A．受到豎直向上的安培力 B．受到豎直向下的安培力C．受到由南向北的安培力 D．受到由西向

10、東的安培力5．關(guān)于通電導(dǎo)線所受安培力 F 的方向、磁場 B 的方向、電流 I 的方向之間的關(guān)系，下述說法中正確的是 （ ） A. F、B、I 三者必須恒定保持垂直 B. F 必須垂直 B、I，但 B、I 可以不垂直C. B 必須垂直 F、I，但 F、I 可以不垂直 D. I 必須垂直 F、B，但 F、B 可以不垂直6．有一段通電直導(dǎo)線平行于磁場方向放入勻強(qiáng)磁場中，如圖 8-2-

11、15 所示，導(dǎo)線上電流方向由左指向右，在導(dǎo)線以其中點(diǎn) O 為轉(zhuǎn)軸在豎直平面轉(zhuǎn)過 900 的過程中，導(dǎo)線受的安培力 （ ）A．大小不變，放向不變 B．由零增至最大，方向時(shí)刻改變C．由最大減小至零，方向不變 D．由零增至最大，方向不變7．如圖 8-2-16 所示，有一正三角形線圈 ABC，通有逆時(shí)針方向的電流，現(xiàn)有一水平方向的勻強(qiáng)磁場沿 BC 方向向右，則線圈運(yùn)動(dòng)情況是 （ ）A．以底邊 BC 為軸轉(zhuǎn)動(dòng)，A 向紙外 B．以中