(
课件网) 2 安培力的应用 1.构造:由磁场(磁体)、转动线圈、两个半圆滑环、两个电刷等组成。 2.原理:通过两个半圆滑环,每转半圈,线圈内电流方向就改变一次,从而使线圈受到安培力作 用后转动方向不变,线圈可以连续转动起来,如图所示。 必备知识 清单破 知识点 1 直流电动机 1.分类:分为电磁轨道炮、电磁线圈炮、重接炮三类。 2.电磁轨道炮 (1)原理示意图 知识点 2 电磁炮 (2)工作原理 当两金属导轨接入电源时,强大的电流I在两导轨间产生竖直向上的强磁场,弹丸受到水平向 右的安培力,以很大的加速度做加速运动,最终高速发射出去。 3.特点:弹丸体积小,重量轻,飞行时的空气阻力很小,因而发射稳定性好,初速度大,射程远。 1.构造:永磁体、线圈、指针、铁芯、游丝、极靴、刻度盘、机械调零螺旋等。 2.原理 (1)当被测电流流入线圈时,线圈受安培力作用而转动,如图所示。线圈的转动使游丝扭转变 形,产生阻碍线圈转动的效果。 知识点 3 电磁式电流表 (2)当安培力产生的作用与游丝形变产生的阻碍达到平衡时指针便停留在某一刻度。 (3)根据线圈偏转角度的大小,可以确定被测电流的大小;根据线圈偏转的方向,可以知道被测 电流的方向。 3.灵敏度 灵敏度指单位电流下指针的偏转角。由于偏转角θ= ,可得 = ,由此可知提高 灵敏度的方法有:增加线圈匝数N、增大线圈面积S、增强磁感应强度B或减小游丝的扭转弹 性系数k。 4.优、缺点 (1)优点:灵敏度高,可以测出很弱的电流。 (2)缺点:对过载很敏感,如果通过的电流超过允许值,很容易被烧坏。 知识辨析 1.如图所示的转子为n匝、长L、宽d的矩形线圈。当线圈中通有恒定电流I,转子绕线圈平面 内垂直于磁场的轴OO',由图示位置顺时针(从a看向b)转过θ角(转动过程中线圈平面与磁场 方向始终平行,ab所在位置处的磁感应强度的大小视为B),则此时ab边中的电流沿什么方向, ab边所受安培力大小是多少 2.如图所示为电磁轨道炮的工作原理图,电磁轨道炮发射过程中,弹丸的动能是由什么能转化 而来的 电流越大,磁场越强,同一弹丸获得的初速度越大吗 3.磁电式电流表内部的磁场有什么特点？ 一语破的 1.由图示位置顺时针转动,知ab边所受安培力方向向上,根据左手定则可判断电流方向由a →b;由于磁场方向与ab边垂直,线圈为n匝,故F=nBIL。 2.电磁轨道炮发射过程中,弹丸在安培力的作用下发射出去,故弹丸的动能是由电能转化而来 的;电流越大,磁场越强,安培力越大,安培力做功越多,同一弹丸获得的初速度越大。 3.磁电式电流表内部是辐向磁场,不是匀强磁场,磁场内,以铁芯为圆心的同一圆周上的任何 位置,磁感应强度的大小都相等,方向总是沿着半径方向。 方法 内容 实例 分析 结 论 法 (1)两直线电流相互 平行时无转动趋势, 同向电流相互吸引, 反向电流相互排斥; (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 可自由运动的线圈L1 和一个固定的线圈L2 互相绝缘垂直放置 环形电流I1、I2不平 行,线圈L1将转动到两 环形电流同向平行为 止,从左向右看,线圈L 1将顺时针转动 定点 1 安培力作用下导体运动方向的判断 关键能力 定点破 等效 分析法 环形电流可以等效为 小磁针(或条形磁铁), 条形磁铁也可等效成 环形电流,通电螺线 管可等效为多个环形 电流或条形磁铁 判断环形电流受到的 安培力方向 把环形电流等效成如 图所示右边的条形磁 铁,可见两条形磁铁 相互吸引,不会转动, 环形电流受到的安培 力方向向左 转换 研究 对象法 定性分析磁体在电流 产生的磁场中所受安 培力方向时,可先分 析电流在磁体磁场中 所受安培力方向,然 后再根据牛顿第三定 律判断磁体所受安培 力方向 判断图中所示磁铁受 到地面的摩擦力的方 向 电流受到的磁铁的作 用力方向如图所示, 由 ... ...
