北京四中高二辅导-磁场对电流的作用力VIP专享VIP免费

北京四中高二年级物理同步辅导讲座之三十北京四中年级：高二科目：物理期数：0130编稿老师：陈素玉审稿老师：陈素玉录入：郗艳校对：张艳红教学目标：1、掌握磁场对电流作用力的计算方法2、掌握左手定则3、会分析磁场对通电线圈的作用。教学重点及难点：1、在掌握磁感应强度定义的基础上，掌握磁场对电流作用的计算方法，并能熟练运用左手定则判断通电导线受到的磁场力的方向2、计算磁场力时，对通电导线在磁场中的不同位置，正确地运用不同的三角函数和题目提供的方位角来计算是难点3、分析通电线圈受力最大和力矩最大的条件教学内容：磁场对电流的作用力及应用教学过程：一、安培力电流周围产生磁场，磁场对电流有力的作用。因此把电流所受的作用力叫安培力。二、安培力的大小1．I//B时，Fmin=02．I⊥B时，B=（1、电流元2、电流元与磁场垂直放置3、磁感应强度为电流元所在处的磁场强弱）若导线长，Fmax=BI（注意：磁场应为匀强磁场）3．当I与B的夹角为时，方法一：将B分解为B⊥与B//，显然，B//对I无作用力，I所受到的安培由B⊥提供∴F⊥=B⊥I=BIsin方法二：将I分解为I⊥与I//，显然F=BI⊥=BIsin第1页综上可知，F=BIsin（为B与I的夹角）=0时，B//I，Fmin=0=0时，I⊥B，Fmax=BI三、安培力的方向通电导线在磁场中受力，这是电动机的原理。∴应用“左手定则”判定其方向。左手定则：（1）大拇指和其余四指垂直，并和手掌在一个平面内（2）磁感线垂直进入手心（3）四指指向电流方向（4）大拇指指向为安培力方向强调：（1） 大拇指⊥四指，∴F⊥I（2）B⊥手掌心，而拇指在手掌心内，∴B⊥拇指，F⊥BB、I是原因，F是结果结论：F⊥I，F⊥B，F在B与I决定的面内。B与I的夹角不影响F的方向，只影响它的大小。例1．证明：两根平行通电导线通以相同方向的电流时，它们相互吸引。分析：如图所示，A、B两根通电导线，电流方向相反。（1）通电导线B处在通电导线A产生的磁场中，受到A产生的磁场的磁场力作用；通电导线A处在通电导线B产生的磁场中，受到B产生的磁场的磁场力作用。（2）先判断磁场方向（右手）：B处在垂直纸面向里的磁场中；A处在垂直纸面向外的磁场中。（3）再判断受力方向（左手）例2．如图所示，在通电导线的旁边放一可自由转动和移动的矩形通电线圈，线圈和导线在同一平面内，线圈的a、b边和导线平行。试讨论线圈在磁场中将如何运动？分析：（1）a、c导线受力是否相等？作用点在何处？不相等，作用点在a、c中点第2页（2）b、d导线每一小段所受力是否相等？每一小段它们的对应段所受安培力是否相等？大小相等（b、d受力如图所示，将使线圈向外扩张，而不会使其运动）（3）线圈将如何运动？运动类型如何？ΣF=Fa-Fc， a、c中电流相等，长度相等，而Ba>Bc，∴Fa>Fc，线圈将向着通电导线作变加速运动例3．直导线AB、CD互相垂直，又相隔一小段距离。AB固定，CD能自由运动，现通以如图方向的电流。问：（1）CD将如何运动？CD将在平面内逆时针转动，边转边靠近（CD处在AB所产生的磁场中）（2）刚通电时，CD的中心处是否受力？不， I//B四、线圈对通电线圈的作用1．复习力矩M=力F×力臂L：力臂为从转轴到力的作用线的距离，力矩的作用是使物体发生转动例1：均匀杆，重G，杆与垂直方位夹角M=0，G·LG=F·LFG·sin=F·LcosF=Gtg例2：轻绝缘杆L，两端等量异号电荷。F1、F2大小相等，方向相反，相互平行一对力偶一对力偶合力矩M=F1L1+F2L2=Eqsin·2=Eqd（d为F1、F2作用线之间的距离）力偶矩的作用是使物体只发生转动第3页2．磁场对通电线圈的作用一匝线圈，如图所示Fab、Fdc为一对力偶，力偶矩M=Fab·d=BIScos=BIS//(电磁力矩)讨论：（1）=0M电=Mmax=BISΦ=0（2）=M电=0Φm=BS（3）N匝线圈在磁场中，则=0时，M电=Mmax=NBIS=时，M电=0安培力习题1．如图所示，KN和LM为同心圆弧，线圈KLMN通以顺时针方向的电流I2，直导线中电流强度为I1，方向垂直纸面向外，则（）A．线圈将向左运动B．线圈将向右运动C．线圈将以直导线为轴转动D．KL边向外转，MN边向纸内转2．如图所示，两条直导线互相垂直，且相距一段小的距离，其中一条AB是固定的，另一条CD...