1、第八章磁场第八章磁场第第1课时磁场及其对电流的作用课时磁场及其对电流的作用磁场力磁场力N极极强弱和方向强弱和方向N极极切线切线ILF越弱越弱最强最强越弱越弱切线切线强弱强弱弱弱闭合闭合中断中断相交相交强强 图811 三、地磁场的主要特点地磁场的主要特点 地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个：主要特点有三个：1 1地磁场的地磁场的N N极在地球的南极附近，极在地球的南极附近，S S极极在地球的在地球的北极北极附近，存在磁偏角，磁感附近，存在磁偏角，磁感线分布如图线分布如图811所示 2地磁场地磁场B的水平分量的水平分量(Bx)总是从地总是从地球南极指
2、向北极，而竖直分量球南极指向北极，而竖直分量(By)则南北则南北相反，在南半球垂直水平面向相反，在南半球垂直水平面向上上，在，在北半球垂直水平面向北半球垂直水平面向下下 3.在赤道平面上，与地球表面距离相在赤道平面上，与地球表面距离相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向向北北.一、一、磁场对电流的作用磁场对电流的作用1 1、安培力：安培力：磁场对电流的作用力。磁场对电流的作用力。2 2、安培力大小安培力大小:一根长为一根长为L L的直导线的直导线,处于磁感应强处于磁感应强度为度为B B的匀强磁场中的匀强磁场中,且与且与B B的夹角为的夹角为,当通过电流当通
3、过电流I I时时,安培力的大小安培力的大小可以表示为可以表示为 F=BILsinF=BILsinBI即：即：L L为有效长度为有效长度当当=90=90时时,安培力最大安培力最大.F Fmaxmax=BIL=BIL当当=0=0或或180180时时,安培力为零安培力为零.3 3、安培力的方向、安培力的方向:左手定则左手定则判定判定,安培力始终安培力始终垂直垂直于磁感应强度的方于磁感应强度的方向和电流的方向所决定的平面向和电流的方向所决定的平面.电流电流方向和方向和磁感应强磁感应强度度方向方向不一定不一定要垂直要垂直,它它们中只有一量反向时们中只有一量反向时,安安培力反向培力反向,而当两量都反而当两
4、量都反向时向时,安培力方向不变安培力方向不变.练习：在下图标出练习：在下图标出 F F 或或 I I 的方向的方向（1）F=0F=0练习：在下图标出练习：在下图标出 F F 或或 I I 的方向的方向（2）IF练习：在下图标出练习：在下图标出 F 或或 I 的方向的方向（3）IFB（4）FI练习：在下图标出练习：在下图标出 F 或或 I 的方向的方向F（5）BI练习：在下图标出练习：在下图标出 F 或或 I 的方向的方向IB（6）垂直纸面向里垂直纸面向里练习：在下图标出练习：在下图标出 F 或或 I 的方向的方向1.1.怎样分析安培力的大小和方向怎样分析安培力的大小和方向(1)(1)安培力的常
5、用公式安培力的常用公式:F=BILF=BIL.要求要求B B、I I、L L相互垂直相互垂直.注意：注意：式中式中B B并非一定是匀强磁场并非一定是匀强磁场,但但一定应为导线所在各点某时刻相同的一定应为导线所在各点某时刻相同的磁感应强度磁感应强度.ab有效长度有效长度:即在磁场中导线两端点长度即在磁场中导线两端点长度,相应的电流方向应沿等效长度由始端流相应的电流方向应沿等效长度由始端流向末端向末端.(2)L(2)L是有效长度是有效长度对任意形状的对任意形状的闭合闭合回路回路,可认为线圈的有可认为线圈的有效长度为零效长度为零,即即L=0,L=0,所以通电后所以通电后,在匀强磁场中受到的安培力在匀
6、强磁场中受到的安培力的的矢量和矢量和一定为零一定为零.ab图图4 如何判断通电导线或线圈在安培力作用下的如何判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向？运动方向？解答：解答：判断通电导线或线圈在安培力作用判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向，一般采用下列几种方法：下的运动方向，一般采用下列几种方法：1电流元分析法电流元分析法 把长直电流等分为无数小段直线电流元，把长直电流等分为无数小段直线电流元，先用左手定则判断出一小段电流元受到的安培先用左手定则判断出一小段电流元受到的安培力方向，再判断整段电流所受的安培力合力的力方向，再判断整段电流所受的安培力合力的方向，从而确定导线的运动方向方向，
7、从而确定导线的运动方向图825例：例：如图如图825所示，用细绳悬于所示，用细绳悬于O点的点的可自由转动的通电导线可自由转动的通电导线AB放在蹄形磁铁的放在蹄形磁铁的上方，当导线中通以图示方向电流时，从上上方，当导线中通以图示方向电流时，从上向下看向下看AB的转动方向及细绳中张力如何变的转动方向及细绳中张力如何变化化()AAB顺时针转动，张力变大顺时针转动，张力变大BAB逆时针转动，张力变小逆时针转动，张力变小CAB顺时针转动，张力变小顺时针转动，张力变小DAB逆时针转动，张力变大逆时针转动，张力变大 解析：解析：在导线上靠近在导线上靠近A、B两端各取一个电两端各取一个电流元，流元，A处电流元
8、所在磁场向上穿过导线，根处电流元所在磁场向上穿过导线，根据左手定则，该处导线受力向外，同理据左手定则，该处导线受力向外，同理B处电处电流元受安培力向里，所以从上向下看，导线逆流元受安培力向里，所以从上向下看，导线逆时针转动，同时，由于导线转动，所以电流在时针转动，同时，由于导线转动，所以电流在垂直纸面方向有了投影，对于此有效长度来说，垂直纸面方向有了投影，对于此有效长度来说，磁感线是向右穿过导线，再根据左手定则可判磁感线是向右穿过导线，再根据左手定则可判定导线受到向下的安培力定导线受到向下的安培力 【答案【答案】D 2特殊位置分析法特殊位置分析法 分析通电导线上的某个特殊位置，分析通电导线上的
9、某个特殊位置，判断其安培力方向，从而确定运动方判断其安培力方向，从而确定运动方向向 3等效分析法等效分析法 常把条形磁铁等效为环形电流，也常把条形磁铁等效为环形电流，也可把环形电流等效为小磁针，以及把通可把环形电流等效为小磁针，以及把通电螺线管等效成多个环形电流或条形磁电螺线管等效成多个环形电流或条形磁铁铁 4结论分析法结论分析法 两电流相互平行时无转动趋势，两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；两电流不平行时，有转动到相互斥；两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势平行且电流方向相同的趋势 利用这些结论进行分析，可以事利用这些结论进行分析，可以事半功倍半功倍图图5图图6图图7图图8图图9D图图11返回返回
