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课件网) 1.安培力:通电导线在磁场中受的力。 2.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 从掌心垂直进入,并使四指指向电流的方向,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。如图所示。 必备知识 清单破 1 磁场对通电导线的作用力 知识点 1 安培力的方向 3.通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流方向、磁感应强度的方向都垂直。即F 垂直 于B 和I 所决定的平面。 1.垂直于磁场B的方向放置的长为l的一段导线,当通过的电流为I时,它所受的安培力为F=IlB。 2.当磁感应强度B的方向与通电导线的方向平行时,安培力为0。 3.当磁感应强度B的方向与电流方向成θ角时,安培力F=IlB sin θ,如图所示。 知识点 2 安培力的大小 1.结构:如图所示,磁电式电流表最基本的组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈。 2.原理 如图所示是线圈在磁场中受力的示意图。当电流通过线圈时,导线受到安培力的作用, 由左手定则知,线圈左右两边所受的安培力的方向相反,于是安装在轴上的线圈就要转动,此 时螺旋弹簧变形,以反抗线圈的转动,电流越大,安培力就越大,螺旋弹簧的形变也就越大,线圈 偏转的角度也越大,达到新的平衡。所以,从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小(θ∝I, 知识点 3 磁电式电流表 故刻度盘的刻度均匀)。线圈中的电流方向改变时,安培力的方向随着改变,指针的偏转方向 也随着改变。所以,根据指针的偏转方向,可以知道被测电流的方向。 3.优、缺点 (1)优点:灵敏度高,可以测出很弱的电流。 (2)缺点:线圈的导线很细,允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安)。 知识辨析 1.柔软导线绕成的单匝矩形线圈,放在光滑的水平面上,当给线圈通上电流时,它将变成什么 形状 2.若通电导体在某处受到的安培力为零,该处的磁感应强度一定为零吗 3.只要将通电导线垂直于磁场方向放置,其所受安培力大小就等于磁感应强度B、电流I和导 线长度L的乘积。这句话对吗 4.通电导线所受安培力的方向一定与电流方向垂直,那么是不是安培力对通电导线一定不做 功 一语破的 1.圆形。给矩形线圈通上电流后,线圈上每个电流元将受到一个向外的安培力,这些力将使线 圈发生形变,直到变成圆为止。 2.不一定。可能是导体中电流方向与该处磁感应强度方向平行。 3.不对。当导线垂直磁场方向放置,计算导线所受安培力大小时,公式F=BIL中的长度L指的 是导线在磁场中的有效长度,而导线的有效长度不一定等于导线的长度,例如,非直导线的有 效长度小于导线的长度。 4.不是。虽然安培力垂直于通电导线中的电流方向,但导线的运动方向可以与导线中的电流 方向成任意角,所以安培力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。 关键能力 定点破 定点 1 安培力的大小 对安培力公式的理解 (1)F=IlB sin θ适用于匀强磁场中的通电直导线,求弯曲导线在匀强磁场中所受的安培力时,l 为有效长度,即导线两端点所连的线段长度,相应的电流方向沿线段由始端指向末端,如图所 示。 (2)同样情况下,通电导线与磁场方向垂直时,它所受的安培力最大;通电导线与磁场方向平行 时,它不受安培力;通电导线与磁场方向斜交时,它所受的安培力介于0和最大值之间。 (3)如图所示,对任意形状的闭合平面线圈,当线圈平面与磁场方向垂直时,线圈的有效长度l= 0,故通电后在匀强磁场中所受安培力的矢量和一定为零。 (4)在非匀强磁场中,只要通电直导线所在位置的各点磁感应强度B相同(包括大小和方向),则 导线所受安培力也能用上述公式计算。 (5)当电流同时受到几个安培力时,电流所受的安培力为这几个安培力的矢量和。 典例 如图所示,边长为l的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板,导线框中通有逆时 针方向的电流,图 ... ...
