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二、3磁场对通电导线的作用


磁场对通电导线的作用

1

奥斯特实验

实验说明:通电导线周围存在磁场,对磁体有磁力作用
2

通电的导线能使磁体偏 转(运动),说明磁体 受到磁力的作用 逆向思维——磁体能否使 通电的导线运动呢?

3

一、安培力
实 验 装



4

实验现象:
当导线方向与磁场方向垂直时,它所受的安培力最大

当导线方向与磁场方向一致时,导线不受安培力
当导线方向与磁场方向斜交时,它所受的安培力介于 最大值和0之间。 安培力:通电导体在磁场中受到的力称为安培力F。 思考:影响安培力大小的因素有哪些?(垂直时)

猜想: ①导线的长度L ②电流的大小I

再做实验
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实验:三块相同的磁 铁并排放置,可认为磁极 间的磁场是均匀的。 将一根直导线悬挂在 磁铁的两极间,有电流通 过时导线将摆动一个角度, 通过这个角度可以比较导 线所受安培力的大小。 分别接通“2、3”和 “1、4” 可以改变导线 通电部分的长度,电流强 弱由外部电路控制。 (1)L不变,改变I (2)I不变,改变L
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实验发现:

①在同一磁场中,通电导线长度一定时,电 流越大,导线所受安培力越大;
②在同一磁场中,电流一定时,通电导线越 长,导线所受安培力越大。
精确的实验表明,通电导线在磁场中受到的安 培力的大小,既与导线的长度L成正比,又与导线中 的电流I成正比,即与I和L的乘积成正比 。

用公式表示为:F=BIL B是比例系数
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二、 磁感应强度 1、 讨论比值

F / IL

的情况 :

对于不同的磁场,比例关系都成立, 但在不同的磁场中,比例系数B不一样。 2、定义:比值

F / IL

叫磁感应强度。

F B? 3、定义式: IL 4、物理意义:反映磁场的强弱

5、匀强磁场:磁场的某一区域里,磁感应强度的大

8

6、单位: 在国际单位制中, 磁感应强度的单位是 特斯拉,简称特,国 际符号是 T 。 1T的物理意义:

N 1T ? 1 A? m
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7、B的一般大小: 常见的地磁场磁感应强度约是3×10-5T~7×10-5 T, 永磁铁磁极附近的磁感应强度约是10-3 T~1T。 在电机和变压器的铁芯中,磁感应强度可达0.8T~1.4T

8、方向: 把某一点磁场的方向定义为该点的磁感应强度的方向。 磁场的方向: 小磁针静止时N 极所指的方向
沿磁感线的切线方向 磁感应强度全面地反映了磁场的强弱和方向。
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三、 安培力的方向——左手定则
左手定则:
F方向,既跟磁感应强 度B的方向垂直,又跟 电流I的方向垂直。

伸开左手,使大拇 指跟其余四个手指垂直, 并且都跟手掌在一个平面 内,把手放入磁场中,让 磁感线垂直穿入手心,并 使伸开的四指指向电流的 方向,那么,大拇指所指 的方向就是通电导线在磁 场中所受安培力的方向。

F
I B

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通电线圈将在磁场中转动!

利用该原理可制成

电动机
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直流电动机的工作原理

通电后由于两 边通过的电流方向 相反,因此它们的 受力方向相反,因 而线圈沿顺时针方 向转动。
甲 线圈受到的力使它顺时针转动
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平衡位置 线圈的平面恰与磁感线垂直。 上下两边受 到的力大小相等、 方向相反、作用 在同一直线上, 因而线圈受到的 力为平衡力,我 们把这个位置称 为平衡位置。
乙 线圈由于惯性会越过平衡位置
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当线圈转过平衡位置时,由 于上边受到的力方向向上和下边 受到的力的方向向下,线圈的受 力方向与线圈的运动方向相反, 所以线圈受到的力将变成阻碍线 圈运动的力,这时,线圈将逐渐 停止转动。
想一想,怎样才能使线圈 继续转动下去?

改变导体(线圈)的受力方向 一、改变磁场方向; 二、改变导体中的电流方向
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丙 线圈受到的力使它 逆时针转动

定子(磁体)

转子(线圈)

电刷

换向器
(使线圈的电流方 向发生改变)

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换 向 器

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换向器工作原理

?1.原理:当线圈转到另一半和电刷接触时就改变了

?电流方向,从而受力方向改变使线圈连续转到下去 . 20

实际的电动机是利用换向器使它连续转动的 .

? 1.原理:当线圈转到另一半和电刷接触时就 改变了电流方向,从而受力方向改变使线圈 连续转下去.
? 2.作用:当线圈转过平衡位置,及时改变线圈 电流方向,使线圈得以连续转动.

21

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生活中的电动机 电动机:把电能→动能
直流电动机(电动玩具、录音机等 ? 分类: 小型电器) 交流电动机(电风扇、洗衣机等 家用电器)



电动机的优点:结构简单、控制方便、
体积小、效率高
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小结
1、通电的导体在磁场中受 到力的作用,力的方向与 电流方向 及_______ 磁场方向 有关。 _______ 2、通电线圈在磁场中将会 受到力转动 ________利用该原理可制成 电动机 。 ________
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转子 和_______ 定子 1.电动机主要由_______ 组成,是利 通电 用_____ 线圈在___里受力而转动的原理制成 磁场 的. 2.如果只改变磁场方向或电流方向,通电导 线受到的力___;如果同时改变电流方向和 改变 磁场方向,则通电导线受力将___. 不改变

习题

3.通电导体在磁场中受力而运动时(A ) A.消耗了电能,产生了机械能 B.消耗了机械能,产生了电能 C.消耗了机械能,产生了内能 D.消耗了化学能,产生了电能

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习题 4、要改变直流电动机的转动方向,应采取的方法是[
A.增强磁极的磁性 B.加大通电电流 C.改变线圈中的电流方向 D.将磁铁的磁极对调 CD

]

5、关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线 方向之间的关系,下列说法中错误的是 [ C ] A.电流方向改变时,导体受力方向改变 B.磁场方向改变时,导体受力方向改变 C.电流方向和磁场方向同时改变,导体的受力方向改变 D.电流方向和磁场方向同时改变,导体的受力方向不变
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通电导线在磁场中受到力的作用 制成的。 6、电动机是利用

方向不变的电流叫做直流电,如干电池、 蓄电池提供的电流都是直流电。
使用直流电的电动机叫做直流电动机。 方向周期性改变的电流叫做交流电, 如水力发电站提供的电流。 使用交流电的电动机叫做交流电动机。

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二、磁感应强度

例题:
在磁场中放一根与磁场方向垂直的通电导线,它的 电流强度是2.5 A,导线长1 cm,它受到的安培力 为5×10-2 N,则: ①这个位置的磁感应强度是多大? ②如果把通电导线中的电流强度增大到5 A时,这 一点的磁感应强度应是多大? ③如果通电导线在磁场中某处不受磁场力,是否肯 定这里没有磁场。 ?2 F 5 ? 10 N 解:① B ? ? ? 2T
IL

一.安培力 1.安培力 2.I ? B 时,F 最 大;I //B 时,F 最小,等于零。 3. F=BIL 二.磁感应强度 1.F/IL的意义 2.定义: F B ? 3.公式: IL 4.单位: 5.方向: 6.匀强磁场

2.5A ?1?10?2 m

②应为2T ③不能肯定。 有两种可能:(a)该处没有磁场,(b) 该处有磁场,只不过通电导线与磁场方向平行。

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图2.3-9 安培的 平行导线 实验。

你能判 定通电后 它们之间 作用力的 方向吗?
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用一块蹄形磁 铁慢慢地接近发 光的白炽灯泡。 可以看到灯丝颤 抖起来。 猜猜看,灯丝 里通过怎样的电 流,才能使灯丝 颤抖
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2.如图所示,表示一根放在磁场里的通电直导线,直 导线与磁场方向垂直。图中已分别标明电流、磁感应 强度这两个物理量的方向,请标出安培力的方向。 (用“ ·”表示磁感线垂直于纸面向外,“×”表示 磁感线垂直于纸面向里;“⊙” 表示电流垂直于纸面 向外,“ ” 表示电流垂直于纸面向里。)
× × × × I × × × × × × × × × × × × F
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B

课堂练习和课外作业
课堂练习: 课外作业: P36 问题与练习 4 P36 问题与练习 1、2、4

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课堂练习和课外作业
课堂练习: 课外作业: P36 问题与练习 4 P36 问题与练习 1、2、4

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