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1、磁场对通电导线的作用力 安培力,几种常见磁场磁感线分布,安培定则： 用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。,直线电流的磁场的磁感线,侧视图,俯视图,直线电流的磁场的磁感线,由直到曲,环形电流周围磁感线,安培定则： 让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致， 伸直的大拇指所指的方向就是环形导线 轴线上磁感线的方向。,侧视图,俯视图,环形电流周围磁感线,由少到多,通电螺旋管周围磁感线,等效,安培定则： 用右手握住螺旋管，让弯曲的四指所指的方向跟电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺旋管内部磁感线的方向。（大拇指指向螺旋管北极）,1磁感线是假想
2、的，不是真实的。 2磁感线上每一点的切线方向即为该点的磁场的方向。 3磁感线是闭合曲线。 4磁感线的疏密表示磁场的强弱。 5磁感线不能相交或相切。,思考：磁铁和电流都能产生磁场，它们的磁场是否有什么联系？,磁感线的特点,安培分子电流假说,磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的,1.分子电流假说 任何物质的分子中都存在环形电流分子电流，分子电流使每个分子都成为一个微小的磁体。,2.安培分子环流假说对一些磁现象的解释：,未被磁化的铁棒,磁化后的铁棒,1、磁场强弱、方向处处相同的磁场 2、匀强磁场的磁感线：是一组相互平行、方向相同、疏密均匀的直线,匀强磁场,亥姆霍兹线圈,1、定义：在磁感应强度为B
3、的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积叫做穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用字母表示磁通量。 2、在匀强磁场中，公式为 =BS S表示某一面积在垂直于磁场方向上的投影面,磁通量,3、物理意义：磁通量表示穿过这个面的磁感线条数。,由点到面,4、单位：在SI制中是韦伯，简称韦，符号Wb 5、磁通量是有正负的，若在某个面积有方向相反的磁场通过，求磁通量，应考虑相反方向抵消以后所剩余的磁通量，即应求该面积各磁通量的代数和-标量,磁通量,1磁通量变化21是某两个时刻穿过某个平面S的磁通量之差，即取决于末状态的磁通量2与初状态磁通量1的代数差。 2不能用 (B) /(S),
4、磁通量的变化,2、安培力方向,演示实验:,改变,改变,不变,交换磁极位置,改变电流方向,受力方向,受力方向,通电导线在磁场中所受安培力F的方向，与电流I、磁感应强度B的方向都有关，且F与B、I都垂直。,左手定则:,伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内。让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。,1.当电流与磁场方向垂直时，F = ILB,2.当电流与磁场方向夹角时，F = ILBsin,安培力的大小,例：如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图所示
5、的电流后，判断线圈如何运动？,向左摆动,例题：如图,在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，磁铁水平放置，其轴线与线圈共面并通过线圈的圆心，当线圈中的电流沿图示方向时，线圈将会如何运动？,从上向下看逆时针转动的同时向右摆动,例：在倾斜角为的光滑斜面上,置一通有电流I,长为L,质 量为m的导 体棒，如图所示,在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度B为 _.,引申1：欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度B 的最小值为_, 方向_.,引申2：欲使它静止在斜面上,且对斜面无压 力, 外加磁场的磁感应强度B的最小值为 _, 方向_.,X,G,N,F,B,mgsin=BIL,B=mgsin/IL,mg=BIL
6、 B=mg/IL,X,G,F,B,2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。,3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。,探究安培力,【例题1】画出图中第三者的方向。,【答案】由左手定则作答。,【注意】安培力的方向永远与导线垂直。,探究安培力,【例题2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。,【答案】由左手定则作答。,【注意】安培力的方向永远与导线垂直。,练习左手定则：,下列四幅图中通电
7、导体受力方向表示正确的是：,答案：A、D,学习目标,学习重点,学习难点,学习过程,学习小结,问题讨论,3、基本题型,(1) 磁体与电流间的相互作用,例3、如图，忽略导线的重力，则导线将如何运动？,例4、如图，把一通电直导线放在蹄形磁体磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线中通过如图所示的电流I时，试判断导线的运动情况。(导线重力不计),(2) 电流与电流间的相互作用,例5、电流间相互作用规律,例6、如图，电流间隔一定距离，电流I1固定，I2可以自由移动，不考虑重力，问I2将如何运动？,探究安培力,【例题7】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg
8、，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计),【答案】R=0.2,三、磁电式电流表,1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。,最基本的是磁铁和线圈。,铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。,磁电式电流表,原理：安培力与电流的关系,I变大F变大指针偏转变大,问题电流表中磁场分布有何特点呢？ 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的. 所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度.
9、 该磁场并非匀强磁场， 但在以铁芯为中心的 圆圈上，各点的磁感 应强度B的大小是相 等的.,2、电流表的工作原理,1、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，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小,随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。,三、磁电式电流表的特点,1、表盘的刻度均匀，I。 2、灵敏度高，但过载能力差，容易烧坏。 3、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。,