磁场对电流的作用力_《磁场对电流的作用》教案设计

  • 发布时间:2012-03-01   浏览: 次   来源:句子   手机版

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  基础知识梳理:

  一、磁场对通电直导线的作用安培力

  1、大小:在匀强磁场中,当导线方向与磁场方向一致时F安= ;当导线方向与磁场垂直时,F安= 。

  2、方向:用 定则判定。

  3、注意:F安=BIL的适用条件:①一般只适用于匀强磁场;②L③如果是弯的通电导线,则L是指有效长度,它等于导线两端点所连直线的长度(如图所示),相应的电流方向沿L由始端流向末端.

  二、安培力的应用

  (一)、安培力作用下物体的运动方向的判断

  1、电流元法:即把整段电流等效为多段直线电流元,先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向,从而判断出整段电流所受合力方向,最后确定运动方向。

  2、特殊位置法:把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向,从而确定运动方向。

  3、等效法:环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁,条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管,通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。

  4、利用结论法:①两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互 ;,反向电流相互 ;②两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。利用这些结论分析,可以事半功倍.

  (二).处理相关安培力问题时要注意图形的变换

  安培力的方向总是垂直于电流方向和磁场方向决定的平面,即一定垂直于B和I,但B和I不一定垂直.有关安培力的力、电综合题往往涉及到三维立体空间问题,如果我们变三维为二维便可变难为易,迅速解题。

  典型例题:

  1、通电导线或线圈在安培力作用小的平动和转动问

  [例1](1) 如图,把轻质线圈用细线挂在磁铁N极附近,磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面,当线圈内通过图示方向的电流时,线圈将怎样运动?_________________

  (2)如图所示,有一根竖直长直通电导线和一个通电三角形金属框处在同一平面,直导线和ab平行,当长直导线内通以向上的电流时,若不计重力,则三角形金属框架将会( )

  A、水平向左运动 B、水平向上运动 C、处于静止状态 D、会发生转动

  [例2] 、一矩形通电线框abcd,可绕其中心轴OO转动,它处在与OO垂直的匀强磁场中(如图).在磁场作用下线框开始转动,最后静止在平衡位置.则平衡后:( )

  A.线框四边都不受磁场的作用力.

  B.线框四边受到指向线框外部的磁场作用力,但合力为零.

  C.线框四边受到指向线框内部的磁场作用力,但合力为零.

  D.线框的一对边受到指向线框外部的磁场作用力,另一对边受到指向线框内部的磁场作用力,但合力为零.

  2、安培力参与的动力学的问题

  [例3] 、 如图所示,通电导体棒AC静止于水平轨道上,棒的质量为m,长为L,通过的电流为I,匀强磁场的磁感强度为B,方向和轨道平面成角。求轨道受到AC棒的压力和摩擦力各多大。

  [例4]如图所示,电源电动势E=2V,内阻r=0.5 ,竖直导轨电阻可以忽略不计,金属棒的质量m=0.1kg,R=0.5,它与导轨间的动摩擦因数=0.4,有效长度为l=0.2m,靠在导轨的外面,为使金属棒不滑动,应加一与纸面成30与棒垂直且向里的磁场,问:

  (1)此磁场是斜向上还是斜向下?

  (2)B的范围是多少?

  [例5]如图所示,一个密度=9g/cm3、横截面积S=10mm2的金属环,处于径向对称方向发散的磁场中,环上各处的磁感应强度为B=0. 35 T,若在环中通以顺时针方向(俯视)电流I=10 A,并保持△t=0. 2 s,试分析:环将做什么运动?运动的距离是多少?(不计空气阻力,g= 10 m/s2)

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磁场对电流的作用实验 磁场对电流的作用是谁发现的
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