磁场对电流和运动电荷的作用.doc

磁场对电流和运动电荷的作用(一)
一周强化
一、一周知识概述
1、掌握磁感线的分布,掌握利用磁感线的分布来判断电流的受力方向。
2、掌握安培力的计算方法,掌握安培力作用下的物体平衡问题的处理方法。
二、重难点知识讲解
(—)基础知识
1、安培力:磁场对电流的作用力
2、磁感应强度
(条件是匀强磁场中,或ΔL很小,并且L⊥B )。
磁感应强度是矢量。单位是特斯拉,符号为T,1T=1N/(A·m)=1kg/(A·s2)
3、安培力大小的计算
F=BLIsinα(α为B、L间的夹角)高中只要求会计算α=0(不受安培力)和α=90°两种情况。
4、安培力的方向
左手定则:伸开左手,使大拇指与其余四指垂直,并在同一平面内让磁感线垂直穿过掌心,四指指向电流方向,那么,大拇指所指的方向就是导体所受安培力的方向。
5、安培力的应用
(1)电动机
(2)磁电式仪表
①根据通电导线在磁场中会受到安培力的作用这一原理制成的仪表,称为磁电式仪表。
②磁电式仪表的结构
③磁电式仪表原理
由于磁场对电流的作用力方向与电流方向有关,因此,如果改变通过电流表的电流方向,磁场对电流的作用力方向也会随着改变,指针和线圈的偏转方向也就随着改变,据此便可判断出被测电流的方向。
磁场对电流的作用力跟电流成正比,线圈中的电流越大,受到的作用力也越大,,,并标示在刻度盘上,这样在使用中,就可以在刻度盘上直接读出被测电流的大小。
(二)典型例题
例1、如图所示,可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流,不计通电导线的重力,仅在磁场力作用下,导线将如何移动?
解析:
先画出导线所在处的磁感线,上下两部分导线所受安培力的方向相反,使导线从左向右看顺时针转动;同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动(不要说成先转90°后平移)。分析的关键是画出相关的磁感线。
例2、通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内,电流方向如图所示,ab边与MN平行,关于MN的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是




解析:
本题研究的是电流与电流间的相互作用力,考查学生对电流周围产生磁场、磁场对放入其中的电流有力的作用这些磁现象的认识,同时考查安培定则、左手定则等基本规律.
由安培定则可知,直线电流在其右方产生垂直纸面向里的磁场,再由左手定则可确定各边受安培力均垂直各边向外,,离MN近处磁场强,故ab边受力大;bc边与ad边虽处于非匀强磁场中,但两边所在处磁场情况完全相同,平均磁感应强度相等,由F=BIl知,bc与ad边安培力大小相等,,且过ab边,其力矩为零,故D错.
答案:BC
例3、在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒,一匀强磁场垂直于斜面向下,,导体棒恰好静止在斜面上,则磁感强度的大小为B=__