通电直导线在磁场中受到安培力
安培力
1、 安培力的大小
F=______________(其中 为B 与I 之间的夹角)
(1)、若磁场和电流垂直:F=______________
(2)、若磁场和电流平行:F=__________
2、安培力的方向
左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,让磁感线垂直(或倾斜)穿入手心,伸开四指指向电流方向,大拇指所指的方向即为导线所受安培力的方向。
3、公式的适用条件:一般只适用于______________磁场。
三、几种常见的磁场
1、 条形磁铁和蹄形磁铁的磁场
2、右手螺旋定则:
______________________________________________________________________________________
2几种电流周围的磁场分布
四、磁感应强度B 与电场强度E 的比较
五、磁感线与电场线的比较
安培力
一、应用安培力公式F BIL 应注意:
1、B 与L________
2、L 是有效长度,即:____________________;对任意闭合线圈,其长度L=0,所以闭合线圈通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和一定为_________。
二、安培力做功
1、安培力做功的特点
安培力做功与_________有关,不像重力、电场力做功与路径无关。
2、 安培力做功的实质——————起传递能量的作用
(1)、安培力做正功是将________________传递给通电导线后转化为导线的_________或转化为其它形式的能。
(2)、安培力做负功:是将其它形式的能转化为电能后存储或转化为其它形式的能。
二、安培力作用下通电导线运动方向的判断
1、判断通电导线在安培力作用下的运动或运动趋势,首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况,然后利用左手定则准确判定导体的受力情况。进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。
2、左手定则:
_______________________________________________________________________ 练习:
1、如图所示,两条直导线从正面看交叉,如图甲所示;从右侧向左侧看隔有一点距离,如图乙所示。当通过如图所示的电流时,从正面看,流过I 1的导线固定,则流过I 2的导线将怎样转动;从侧面看,它又将怎样移动 ( )
A 、 流过I 2的导线将顺时针转动,同时远离流过I 1的导线
B 、 流过I 2的导线将顺时针转动,同时靠近流过I 1的导线
C 、 流过I 2的导线将逆时针转动,同时远离流过I 1的导线
D 、 流过I 2的导线将逆时针转动,同时靠近流过I 1的导线、
2、(2012•天津)如图所示,金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M 向N 的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是( )
A .棒中的电流变大,θ角变大 B .两悬线等长变短,θ角变小
C .金属棒质量变大,θ角变大 D .磁感应强度变大,θ角变小
3、(2011•上海)如图,质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O′,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x 正方向的电流I ,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为( )
mg mg tan θ B 、y IL IL
mg mg sin θ C 、z tan θ D 、沿悬线向上,IL IL
4、(2010•上海)如图,长为2l 的直导线折成边长相等,夹角为60°的V 形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B .当在该导线中通以电流强度为I 的电流时,A 、z 该V 形通电导线受到的安培力大小为( )
A 、0 B 、0. 5BIl C 、BIl D 、2BIl
5、(2009•海南)一根容易形变的弹性导线,两端固定.导线中通有电流,方向如图中箭头所示.当没有磁场时,导线呈直线状态:当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是( )
A 、
B 、 C 、 D 、
6、(2013云南模拟)如图所示,把长L=0.25m的导体棒置于磁感应强度B=1.0×10-2T 的匀强磁强中,使导体棒和磁场方向垂直,若通过导体棒的电流I=2.0A.求:(1)导体棒所受安培力的大小;
(2)1min 内通过导体棒某一横截面的电量。
7、(2009宜昌模拟)如图所示,水平面内的平行导轨左端连有一个电源,其电动势为E ,内阻为r .有一根导体棒垂直导轨放置,其质量为m ,电阻为R ,导轨电阻不计.整个导轨处在磁感应强度为B ,方向与水平面成θ的匀强磁场中,导体棒处于静止状态,求棒受到的摩擦力大小和棒对轨道的压力大小.
磁场的描述 电流的磁场
一、磁场的性质
1、 磁场
(1) 磁场的性质:磁场对放入其中的磁体、电流或运动电荷有力的作用。
(2) 磁场方向:规定小磁针在磁场中____________受力的方向(或者小磁针在磁场中静
止时________的指向)为该位置处的磁场方向。
2、 磁感线
(1)、概念:用来形象地描述磁场的一组假想的曲线,在这些曲线上,每一点的__________为该点的磁场方向,其_________反应了磁场的强弱(磁感应强度的大小)。
(2)、特点:在磁体外部,磁感线由________到__________;在磁体内部,磁感线由_______到________,磁感线是一组闭合曲线,在空间中互不___________.
3、电流的磁场、安培定则
(1)、安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟_________方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。安培定则用来判断直流电流产生磁场的方向。同样,用安培定则可以判断环形电流、通电螺线管所产生的磁场方向。
4、磁感应强度
磁感应强度是描述磁场__________和__________的物理量,用“B ”表示,是矢量。
(1) B 的大小:磁场中某点的磁感应强度的大小等于放置于该点并垂直于磁场方向的通
电直导线所受磁场力F 与通过该导线的电流和导线长度乘积IL 的比值。
(2) B 的方向:磁场中该处的磁场方向。
(3) B 的单位:特斯拉。1T =1A ⋅m
(4) 匀强磁场:磁感应强度的大小、方向处处___________的区域。在匀强磁场中,磁感
线相互__________并____________
注意:磁感应强度是磁场本身的固有属性,与外界条件无关,只和产生磁场的电流有关。要想改变磁感应强度就必须改变磁场,也就是要改变产生磁场的电流。可以通过改变外加电流来改变磁场,也可以通过改变磁介质来改变磁场(磁介质改变磁场的实质是磁介质中产生了电流)但无论如何,每个固定的电流产生的磁场都是不变的
练习:
1、在xOy 坐标的原点处放置一根与坐标平面垂直的通电直导线,电流方向指向纸内(如图所示),此坐标范围内还存在一个平行于xOy 平面的匀强磁场.已知在以直导线为圆心的圆周上的a 、b 、c 、d 四点中,a 点的磁感应强度最大,则此匀强磁场的方向( )
A .沿x 轴正方向 B .沿x 轴负方向
C .沿y 轴正方向 D .沿y 轴负方向
2、(2012全国)如图,两根相互平行的长直导线通过纸面上的M 、N 两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反电流.a 、O 、b 在M 、N 的连线,O 为MN 中点.c 、d 位于MN 中垂线,且a 、b 、c 、d 到O 点距离均相等.关于以上几点处磁场,下列说法正确是( )
A .O 点处的磁感应强度为零
B .a 、b 两点处的磁感应强度大小相等,方向相同
C .c 、d 两点处的磁感应强度大小相等,方向相反
D .a 、c 两点处的磁感应强度的方向不同
3、(2011全国)如图,两根互相平行的长直导线分别通有方向相反的电流I 1和I 2, 且I 1>I 2;a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点,且a 、b 、c 与两导线共面;b 点在两导线之间,b 、d 的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是 ( )
A 、a 点 B 、b 点 C 、c 点 D 、d 点
4、三根平行的长直导线分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点,电流方向如图所示,现在使每根通电导线在斜线中点O 处所产生的磁感应强度大小均为B ,则O 点 实际磁感应强度的大小和方向如何?(用夹角正切值表示方向)
通电直导线在磁场中受到安培力
安培力
1、 安培力的大小
F=______________(其中 为B 与I 之间的夹角)
(1)、若磁场和电流垂直:F=______________
(2)、若磁场和电流平行:F=__________
2、安培力的方向
左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,让磁感线垂直(或倾斜)穿入手心,伸开四指指向电流方向,大拇指所指的方向即为导线所受安培力的方向。
3、公式的适用条件:一般只适用于______________磁场。
三、几种常见的磁场
1、 条形磁铁和蹄形磁铁的磁场
2、右手螺旋定则:
______________________________________________________________________________________
2几种电流周围的磁场分布
四、磁感应强度B 与电场强度E 的比较
五、磁感线与电场线的比较
安培力
一、应用安培力公式F BIL 应注意:
1、B 与L________
2、L 是有效长度,即:____________________;对任意闭合线圈,其长度L=0,所以闭合线圈通电后在匀强磁场中受到的安培力的矢量和一定为_________。
二、安培力做功
1、安培力做功的特点
安培力做功与_________有关,不像重力、电场力做功与路径无关。
2、 安培力做功的实质——————起传递能量的作用
(1)、安培力做正功是将________________传递给通电导线后转化为导线的_________或转化为其它形式的能。
(2)、安培力做负功:是将其它形式的能转化为电能后存储或转化为其它形式的能。
二、安培力作用下通电导线运动方向的判断
1、判断通电导线在安培力作用下的运动或运动趋势,首先必须弄清楚导体所在位置的磁场分布情况,然后利用左手定则准确判定导体的受力情况。进而确定导体的运动方向或运动趋势的方向。
2、左手定则:
_______________________________________________________________________ 练习:
1、如图所示,两条直导线从正面看交叉,如图甲所示;从右侧向左侧看隔有一点距离,如图乙所示。当通过如图所示的电流时,从正面看,流过I 1的导线固定,则流过I 2的导线将怎样转动;从侧面看,它又将怎样移动 ( )
A 、 流过I 2的导线将顺时针转动,同时远离流过I 1的导线
B 、 流过I 2的导线将顺时针转动,同时靠近流过I 1的导线
C 、 流过I 2的导线将逆时针转动,同时远离流过I 1的导线
D 、 流过I 2的导线将逆时针转动,同时靠近流过I 1的导线、
2、(2012•天津)如图所示,金属棒MN 两端由等长的轻质细线水平悬挂,处于竖直向上的匀强磁场中,棒中通以由M 向N 的电流,平衡时两悬线与竖直方向夹角均为θ.如果仅改变下列某一个条件,θ角的相应变化情况是( )
A .棒中的电流变大,θ角变大 B .两悬线等长变短,θ角变小
C .金属棒质量变大,θ角变大 D .磁感应强度变大,θ角变小
3、(2011•上海)如图,质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O′,并处于匀强磁场中.当导线中通以沿x 正方向的电流I ,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可能为( )
mg mg tan θ B 、y IL IL
mg mg sin θ C 、z tan θ D 、沿悬线向上,IL IL
4、(2010•上海)如图,长为2l 的直导线折成边长相等,夹角为60°的V 形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B .当在该导线中通以电流强度为I 的电流时,A 、z 该V 形通电导线受到的安培力大小为( )
A 、0 B 、0. 5BIl C 、BIl D 、2BIl
5、(2009•海南)一根容易形变的弹性导线,两端固定.导线中通有电流,方向如图中箭头所示.当没有磁场时,导线呈直线状态:当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是( )
A 、
B 、 C 、 D 、
6、(2013云南模拟)如图所示,把长L=0.25m的导体棒置于磁感应强度B=1.0×10-2T 的匀强磁强中,使导体棒和磁场方向垂直,若通过导体棒的电流I=2.0A.求:(1)导体棒所受安培力的大小;
(2)1min 内通过导体棒某一横截面的电量。
7、(2009宜昌模拟)如图所示,水平面内的平行导轨左端连有一个电源,其电动势为E ,内阻为r .有一根导体棒垂直导轨放置,其质量为m ,电阻为R ,导轨电阻不计.整个导轨处在磁感应强度为B ,方向与水平面成θ的匀强磁场中,导体棒处于静止状态,求棒受到的摩擦力大小和棒对轨道的压力大小.
磁场的描述 电流的磁场
一、磁场的性质
1、 磁场
(1) 磁场的性质:磁场对放入其中的磁体、电流或运动电荷有力的作用。
(2) 磁场方向:规定小磁针在磁场中____________受力的方向(或者小磁针在磁场中静
止时________的指向)为该位置处的磁场方向。
2、 磁感线
(1)、概念:用来形象地描述磁场的一组假想的曲线,在这些曲线上,每一点的__________为该点的磁场方向,其_________反应了磁场的强弱(磁感应强度的大小)。
(2)、特点:在磁体外部,磁感线由________到__________;在磁体内部,磁感线由_______到________,磁感线是一组闭合曲线,在空间中互不___________.
3、电流的磁场、安培定则
(1)、安培定则:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟_________方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。安培定则用来判断直流电流产生磁场的方向。同样,用安培定则可以判断环形电流、通电螺线管所产生的磁场方向。
4、磁感应强度
磁感应强度是描述磁场__________和__________的物理量,用“B ”表示,是矢量。
(1) B 的大小:磁场中某点的磁感应强度的大小等于放置于该点并垂直于磁场方向的通
电直导线所受磁场力F 与通过该导线的电流和导线长度乘积IL 的比值。
(2) B 的方向:磁场中该处的磁场方向。
(3) B 的单位:特斯拉。1T =1A ⋅m
(4) 匀强磁场:磁感应强度的大小、方向处处___________的区域。在匀强磁场中,磁感
线相互__________并____________
注意:磁感应强度是磁场本身的固有属性,与外界条件无关,只和产生磁场的电流有关。要想改变磁感应强度就必须改变磁场,也就是要改变产生磁场的电流。可以通过改变外加电流来改变磁场,也可以通过改变磁介质来改变磁场(磁介质改变磁场的实质是磁介质中产生了电流)但无论如何,每个固定的电流产生的磁场都是不变的
练习:
1、在xOy 坐标的原点处放置一根与坐标平面垂直的通电直导线,电流方向指向纸内(如图所示),此坐标范围内还存在一个平行于xOy 平面的匀强磁场.已知在以直导线为圆心的圆周上的a 、b 、c 、d 四点中,a 点的磁感应强度最大,则此匀强磁场的方向( )
A .沿x 轴正方向 B .沿x 轴负方向
C .沿y 轴正方向 D .沿y 轴负方向
2、(2012全国)如图,两根相互平行的长直导线通过纸面上的M 、N 两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反电流.a 、O 、b 在M 、N 的连线,O 为MN 中点.c 、d 位于MN 中垂线,且a 、b 、c 、d 到O 点距离均相等.关于以上几点处磁场,下列说法正确是( )
A .O 点处的磁感应强度为零
B .a 、b 两点处的磁感应强度大小相等,方向相同
C .c 、d 两点处的磁感应强度大小相等,方向相反
D .a 、c 两点处的磁感应强度的方向不同
3、(2011全国)如图,两根互相平行的长直导线分别通有方向相反的电流I 1和I 2, 且I 1>I 2;a 、b 、c 、d 为导线某一横截面所在平面内的四点,且a 、b 、c 与两导线共面;b 点在两导线之间,b 、d 的连线与导线所在平面垂直。磁感应强度可能为零的点是 ( )
A 、a 点 B 、b 点 C 、c 点 D 、d 点
4、三根平行的长直导线分别垂直地通过一个等腰直角三角形的三个顶点,电流方向如图所示,现在使每根通电导线在斜线中点O 处所产生的磁感应强度大小均为B ,则O 点 实际磁感应强度的大小和方向如何?(用夹角正切值表示方向)