《安培力的应用》课件4.ppt

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1、第四节　安培力的应用1．(双选)下列说法中正确的是()A．电荷在某处不受静电力的作用，则该处的电场强度为零B．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C．把一个试探电荷放在电场中的某点，它受到的静电力与所带电荷量的比值表示该点电场的强弱精彩回眸D．把一小段通电导线放在磁场中某处，它受到的磁场力与该小段通电导线的长度和电流的乘积的比值表示该处磁场的强弱【答案】AC2．在图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的是()【答案】C一、直流电动机1．构造：主要由______、______、______、滑动变阻器、开

2、关、电源等组成．2．工作原理：安培力的________使线圈在磁场中转动．3．电动机有直流电动机与交流电动机，直流电动机的突出优点就是通过改变输入______很容易调节它的______，调节输入电压的方式就是在电路中增加滑动变阻器，而交流电动机的调速不太方便．知识梳理磁铁线圈电刷磁力矩电压转速二、磁电式电表1．构造如图3－4－2所示．图3－4－2(1)在蹄形磁铁两极间有一固定的圆形柱______．(2)铁芯外套有一个可以绕轴转动的________________，_____________上绕有线圈．(3)铝框的转轴上装有两个________________和一个_________，

3、线圈两端接在这两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈．铁芯铝框铝框螺旋弹簧指针2．工作原理：弹簧的扭转力矩与磁力矩__________________________．3．磁电式仪表的特点是灵敏度____，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，如果通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏，我们在使用时应该注意．大小相等、方向相反高【思考】为什么磁电式电流表的刻度是均匀的？【答案】磁电式电流表的指针是在磁场力的作用下偏转的，而磁场力的大小F＝ILB，在磁场和L一定的情况下与电流成正比，所以刻度是均匀的．电动机是利用安培力使通电线圈转动制成的，电动机是将电

4、能转化为机械能的重要装置．一、力矩我们把力和力臂的乘积叫做力对物体的力矩，力矩是改变物体转动状态的原因．直流电动机的工作原理二、线圈的转动1．当线圈平面与磁场方向垂直时如图3－4－3表示放在匀强磁场中通电矩形线圈，其线圈与磁感线垂直．图3－4－3设磁感应强度为B，通入电流为I，其方向图中已标出，线圈ab边受安培力Fab和线圈cd边受安培力Fcd大小相等、方向相反，彼此平衡；线圈ad和bc边受安培Fad和Fbc也是大小相等、方向相反，彼此平衡，故矩形线圈所受合外力为零．又因为Fab和Fcd在同一直线上，Fad和Fbc在同一直线上，都不能使线圈发生转动，所以线圈所受的合力矩也为零，即M＝

5、0.2．当线圈平面与磁场方向平行时将线圈如图3－4－4所示放置时，bc边和ad边均与磁感线平行，故Fbc＝Fad＝0.Fab和Fcd大小相等、方向相反，合力为零，但合力矩并不为零，此位置合力矩的大小为：图3－4－43．当线圈平面与磁场方向成任意角α时当线圈abcd在匀强磁场(磁感应强度为B)中通以电流I时，若线圈平面与磁场的夹角为α，如图3－4－5所示，则此时安培力的力矩M＝Mab＋Mcd.图3－4－5【特别提醒】①同样的线圈放入同样的磁场中，电流越大，安培力矩就越大，电动机转速也就越大．②要提高电动机的转速，可增大电流I、增大磁感应强度、增大线圈面积和匝数．【例1】(双选)如图3－

6、4－6所示，匀强磁场中，矩形通电线框可绕中心轴OO′转动，则下列说法正确的是()A．在图示位置线框所受磁力矩为零B．转过90°时线框所受磁力矩为零C．转过90°时线框四条边都不受磁场力作用D．转动中ab、cd边所受磁场力均恒定不变图3－4－6当线框转过90°角时，从左向右侧视图如图乙所示．从图示可知，此时线框四条边都受安培力，整个线框的F外＝0，整个线框受磁力矩M＝0.转动过程中，任一位置的俯视图如图丙所示，受力大小、方向均不变，所以答案选取B和D.答案：BD►题后反思理解安培力的定义式F＝BILsinθ和电磁力矩的表达式M＝BIScosθ的物理意义是求解本类题的关键．如图3－4－7

7、所示，把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在蹄形磁铁之间，盘的下边缘浸在导电液体中．把转盘和导电液体分别接到直流电源的两极上，铝盘就会转动起来，为什么？用什么方法可以改变铝盘的转动方向？图3－4－7解析：由于铝盘是良好的导体，我们可以把铝盘看成是由许多条金属棒拼合而成(可以与自行车轮胎上的辐条类比)．接通电源后，电流从铝盘中心O处流向盘与导电液的接触处，从导电液中的引出导线流出，而这股电流恰好处在一个与电流垂直的磁场中，由左手定则可以判断出它受到一个与盘面平行的