人教新課標(biāo)版高二選修3-13.4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力.ppt

3 4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力 安培力 概念 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力安培力的方向 左手定則 安培力的方向 磁感應(yīng)強(qiáng)度方向 電流方向遵循左手定則 左手定則 伸開左手使拇指與其余四個(gè)手指垂直 并且都與手掌在同一平面內(nèi) 讓磁感應(yīng)線從掌心進(jìn)入 并使四指指向電流的方向 這時(shí)拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向 例1 利用左手定則判斷下列通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受的安培力方向 30 30 例 利用左手定則判斷下列通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受的安培力方向 安培力的大小 公式 F BIL 此時(shí)BIL三者關(guān)系為兩兩垂直 F B I方向關(guān)系示意圖 B I F 討論 若B與I不垂直時(shí) F安與B和I方向關(guān)系可以概括為那句話 這時(shí)左手定則對(duì)磁感應(yīng)線有何要求 當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與I的方向成 角時(shí) 它可以分解為與導(dǎo)線垂直的分量B 和與導(dǎo)線平行的分量B B Bsin B Bcos 其中B 不產(chǎn)生安培力 導(dǎo)線所受到的安培力只是B 產(chǎn)生的 由此又可以得到F ILBsin 當(dāng)B與I不垂直時(shí)F B I的關(guān)系示意圖 B I F B B 總結(jié) 不管B與I是否垂直 F都垂直與B和I所決定的平面 兩條平行直導(dǎo)線的相互作用分析 同向電流 反向電流 安培力作用下通電導(dǎo)體的平衡 和高一力學(xué)平衡問題比較 只是受力分析時(shí)多了一個(gè)安培力 安培力是性質(zhì)力 注意畫出通電導(dǎo)線受力的平面圖 正視圖或側(cè)視圖 必要時(shí)結(jié)合閉合電路歐姆定律等進(jìn)行分析 例 在圖3中 勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 有一段長L 通有電流為I的直導(dǎo)線ab 電流方向從a到b 則導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力大小和方向如何 并將立體圖改畫為平面圖 ABCDF F F F 方向方向方向方向 分析與解 注意B與L空間垂直 并善于將立體圖改畫為平面圖后 由 左手定則 判定安培力方向 沿a至b方向去看 改畫后的平面圖為 ABCD以上四種情況安培力大小均為 方向如圖 例 水平放置的兩個(gè)平行金屬軌道相距0 2m上面有一質(zhì)量為0 04kg的均勻金屬棒ab 電源電動(dòng)勢(shì)為 V 內(nèi)阻為0 5 滑動(dòng)變阻器調(diào)到2 5 時(shí) 要在金屬棒所在位置施加一個(gè)垂直與ab的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 才能使金屬棒ab對(duì)軌道的壓力恰好為零 求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小和方向 若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小不變 方向順時(shí)針轉(zhuǎn)37 此時(shí)ab仍然靜止 則軌道對(duì)ab的支持力和摩擦力為多大 例 ab的質(zhì)量為m 電阻為R靜止在光滑斜金屬導(dǎo)軌上 導(dǎo)軌間距為d電阻不計(jì) 傾角為 系統(tǒng)處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 ab靜止 r 則電源電動(dòng)勢(shì)E的大小 例 Ab質(zhì)量為m置于傾角為 的導(dǎo)軌上 導(dǎo)軌的寬度為d 桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因素為 有電流時(shí)ab恰好靜止在導(dǎo)軌上 如圖所示 它的四個(gè)側(cè)視圖中標(biāo)出的可能勻強(qiáng)場(chǎng)方向 其中桿與導(dǎo)軌之間的摩擦力可能為 的圖是 B D AB 例 兩條導(dǎo)線互相垂直 但相隔一小段距離 其中ab固定 cd可以自由活動(dòng) 當(dāng)通以如圖所示電流后 cd導(dǎo)線將 A 順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng) 同時(shí)靠近a