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安培力课件


第 三 章 磁 场

一、什么是安培力
磁场对通电导线的作用力叫安培力。
大家熟悉的电流强度单位– 安培,是为了纪念在1775年1 月22日出生于法国里昂的物理 学家安德烈?玛丽?安培 (AndreM.Ampere)而命名的。 1820年安培首先发现了 磁场对电流的作用,为了纪 念他的贡献,把这个力叫做 安培力。 1822年发现了安培定 律,并在1826年推出两 电流之间的作用力的公式。

AndreM.Ampere 1775---1836 法国物理学家

二、安培力的大小
演示实验1-——研究安培力大小与哪些因素有关
1、保持磁场强弱、导线长度不变,研究安培力大小与电 流大小的关系。
1、安培力大小与电流大小的关系 实验表明:安培力大小与电流强度大小成正比 关系。 F ? I 实验表明:安培力大小与电流强度大小成正比关系。 1、实验研究 2、保持电流强度、磁场强弱不变,研究安培力大小与通电 导线长度的关系。

实验表明:安培力大小与通电导线的长度成 正比关系。 F ? L 3、保持电流强度、导线长度不变,研究安培力大小与磁场
强弱的关系。

实验表明:安培力大小与磁场强弱的大小成正比 关系。 F ? B

精确的实验表明:通电导 线与磁场垂直时,磁场对 通电导线的作用力的大小 与导线的长度、电流强度 都成正比,其比值与该处 的磁场强弱有关。导线与 磁场平行时没有力的作用。

F ? B L I
其中:F是安培力,单位N;I是电流强度, 单位A;L是磁场中的导线长度,单位m;B是 磁场的强弱,单位是特斯拉T.

三、安培力的方向
1、演示实验2—观看视频1 (1)、 改变磁场的方向,观察受力方向是否变化。
实验表明:磁场方向反向,安培力的方向也反向。

(2)、改变导线中电流的方向,观察受力方向 是否改变。
实验表明:电流方向反向,安培力的方向也反向。

实验表明:安培力的方向、磁场方向 、电 流方向三者之间满足左手定则。

2、安培力的方向判断---左手定则
实验表明:安 培力方向垂直 于电流方向和 磁场方向,即 垂直于电流和 磁场所在的平 面。三者之间 遵从左手定则。 左手定则:伸开左手,使拇指与四指在同一平面并跟 四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,四指指向电流方 向,这时拇指所指的就是通电导体所受安培力方向。

安培力F 的方向总是垂直于电 流I 与磁感应强度B 所确定的平面
F

B I

小试牛刀:判断下图中通电导线受力的方向
B
F

S F

正视图

N

F

仰视图

【例题1】画出图中第三者的方向。

【答案】由左手定则作答。
× F
F F

F

【注意】安培力的方向永远与导线垂直。

【例题2】如图所示,在匀强磁场中用两根柔软的细线

将金属棒ab悬挂在水平位置上,金属棒中通入由a到 b的稳定电流I,这时两根细线被拉紧,现要想使两 根细线对金属棒拉力变为零,可采用哪些方法: ( ) AC
(A)适当增大电流I (B)将电流反向并适当改变大小 (C)适当增大磁场 (D)将磁场反向并适当改变大小 a I b

3、活动
(1)如何判断电流对磁铁的作用力
?

一条形磁铁水平放在桌 面上,一通电导线在磁 铁上方,如图所示。试 判断磁铁对桌面的压力 如何变化.
F1 ? F 2
N ? F2 ? G

F1


N
F2

B

G

所以,再根据牛顿第三定律,桌面受到的压力增大。

(2)如何判断通电导线之间的安培力
如图所示,两条平行的通 电直导线之间会通过磁场发 生相互作用。在什么情况下 两条导线相互吸引,什么情 况下相互排斥?请你运用学 过的知识进行讨论并做出预 测,然后用实验检验你的预 测。

电流方向相同时,将会吸引; 电流方向相反时,将会排斥.
1 2

F 21
B2

+

.
B1 B1
2

F12

1

.
B2

.
F 21 F12

四、安培力的应用
磁铁
磁铁

磁场
电流 电流

通电线圈在磁场中收安培力的应用发生转动
可以绕oo 轴转动的线 圈在磁场中,ab边、 cd边将受到一对安培 oo 力(一对力偶)作用, ' oo 会产生相当于 轴转 ' oo 动的力矩,使线圈转 动。
'

'

oo

'

电动机、磁电式电表 就是利用线圈在磁场 中受到安培力矩作用 原理制作的。

1、电动机
?

电动机使电能 转化为机械能, 是引发19世纪 第二次工业革 命的因素之一。

结构:磁场、 转动线圈、两 个半圆型的滑 环、电刷、电 源。

2、磁电式电表
?

观看视频2

谢 谢 !
2012年10月19日


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