探析磁场对电流的作用

1知识回顾1)安培力——磁场对电流的作用力①安培力的大小当B、I、L两两垂直时,F=BIL;当B与I(L)的夹角为θ时,则F=BILsinθ;当B与I(L)平行时,F=0.②安培力的方向安培力的方向用左手定则判定.F的方向与I、B所决定的平面垂直.图1 2)磁电式电表的原理①电流表的构造主要包括:蹄形磁铁、圆柱形铁芯、线圈、螺旋弹簧和指针.蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的.如图1所示,这样不管通电导线处于什么角度,它的平面均与磁感线平行.②线圈平面与磁感线平行,始终有M=nBIS(n为线圈的匝数).当线圈转到某一角度时,磁力矩与弹簧产生的阻力…     

浅谈安培力作用下的平衡问题

<正>通电导体在磁场中受到的力叫安培力,安培力虽然与库仑力相似,但是因为安培力的研究涉及三维空间,所以使得很多同学会受到空间想象能力不足的限制而感觉安培力的理解更为困难。下面我就结合自己的学习经验来谈谈求解安培力作用下的平衡问题的方法和技巧。1.根据安培力公式求解其大小求解安培力大小的一般公式为F=BILsinθ,式中L是通电导线的有效长度,即     

＂左手＂与＂右手＂的妙用

1左手定则的巧用 1）用以判断安培力的方向 安培力是F—BILsinθ,B和J确定了一个平面,并且在平面内二者的夹角是θ,安培力F则垂直于它们所确定的平面,所以垂直于平面内的任意一条直线,     

DIS安培力实验器

定义一段通电直导线放在磁场中,通电导线受力的大小和导线的长度l、导线中的电流强度I、磁感应强度B以及电流方向和磁场方向之间的夹角θ的正弦成正比。安培力F=KlIBsinθ。安培力是《上海中学物理课程标准》和教育部编制的《高中物理课程标准》明确要求的教学内容。该内容在上海课标中被置于"拓展型课程Ⅰ",在教育部课标中被置于"选修三",均定位于专业理工科学生培养所需的知识内容。     

自制“简易天平”演示安培力实验

正笔者利用手头易得材料制作了一台"简易天平"来定量测量安培力,在教学中收到了较好效果。该演示实验的特点有3个:一是可定量研究安培力F与B,I,L的关系。二是该装置利用单根通电导线在磁场中受力的原理研究安培力。三是可验证安培力的方向。一、实验装置其实验装置如图1所示。     

基于PASCO平台的安培力实验装置

本文创新设计和研制了一套定量探究安培力的实验装置。本装置以铁架台为框架,用两块长方形强磁铁产生的磁场近似为匀强磁场,通过改变磁铁之间的距离改变磁场的大小;通过可旋转滑轨精确获取磁场与线圈方向的夹角;通过串联多组线圈实现载流导线长度的快捷改变;通过借助PASCO实验平台实现数据的实时采集。基于对实验数据的处理结果定量获得安培力F分别与B、I、L、sinθ成正比关系,其线性相关系数均在0.999以上,拟合优度较高。     

安培力冲量及其应用

在电磁感应现象问题中,安培力的冲量是运用动量定理解题的基础和前提条件,是解决问题的关键.本文对安培力的冲量及其应用作一些讨论,以期对同学们学习有所帮助.把导体的运动分成无限等份,则每小段安培力可看成恒力,冲量可写成I=Ft,则每小段安培力冲量为I1=Bi1Lt1=BLq1,即I1=BLq1,i表电流.同理得:I2=BLq2,I3=BLq3,…,In=BLqn,各式相加可得:I1 I2 I3 …=BL(q1 q2 q3 …).根据电荷量的积累性和分段求冲量的方法可得安培力冲量公式为I=BLq(以下简称“公式”、q为通过导体横截面的电荷量).1单棒运动时的安培力的冲量1)只在安培力作用…     

简析安培力冲量及其应用

一长为L、通有电流I的导线，在磁场（磁感应强度为B）中受安培力作用一段时间t，安培力施加的冲量可表示为I冲=BLIt=（It）BL=qBL，即安培力冲量的大小等于该段时间内流经导体的电量与导体长度及磁感应强度的乘积．这一推导式涉及一类电学问题，常有以下几种情况：     

基于最小磁能的安培力优化问题

<正>安培力的表达式均为F=BIl,它表示了载流I的直导线在匀强磁场B中受到的电磁力,当然电流I方向、磁场B方向与受力F方向满足左手定则。虽然从安培力表达式上看,电磁力与导线截面形状或圆截面半径没有明显关系,但从物理学基本原理出发,载流I导线的截面形状影响导线周围的电磁场分布和磁场能量,导线截面形状或圆截面导线     

对安培力与洛仑兹力教学的思考

物理教学,实际上是知识与技能的教学,因此,在课堂上应注重引导学生对概念的理解和加深,注重对学生如何提出问题和思考问题的方法的培养,掌握教材中概念的意义。在电磁学中,安培力和洛仑兹力是两个重要的概念,教学中,学生常常对这两个概念产生一些模糊认识,需要教师在教学中深入浅出,讲清楚这两个概念的关系。一、安培力安培力是指载流导线在磁场中受到的磁场力。设一段导线的电流强度I,导线的长度微元dl,磁感应强度B,则电流元Idl所受的安培力dF用公式表示为dF=Idl×B……(1)整个载流导线在磁场中受到的安培力F用公式表示为F=∫Idl×B……     

磁场对运动电荷的作用(教案)

教学目的: 1.理解安培力是洛仑兹力的宏观表现,知道什么是洛仑兹力,洛仑兹力产生的条件,洛仑兹力方向的特点,会用左手定则解答带电粒子在磁场中运动的有关问题。 2.知道公式f=qυBsinθ的推导。当υ跟B垂直时,运动电荷受到的洛仑兹力最大为f=qυB。当υ和B平行时,洛仑兹力最小,等于零。会对υ跟B垂直的情况应用f=qυB解答有关问题。     

通电导线间相互作用的“同吸异斥、求同趋近”规律

一、总结结论例 1　如图 1 ,两根相互平行且通以相同方向电流的导线间相互作用表现为 (　　 ) ;如图 2所示 ,两根相互平行通以相反方向电流的导线间相互作用表现为 (　　 )A.相互吸引B.相互排斥C.无相互作用D.有相互作用 ,但性质不定图 1图 2图 3分析　图 1中 ,I2 处于 I1产生的垂直纸面向外的磁场中 ,其所受的安培力 F12 由左手定则判断可知方向向左 .同理可得 I1所受的安培力 F2 1方向向右 ,如图 3所示 .故 I1和 I2 间表现为相互吸引 ,选项 A正确 .分析图 2同理可得选项 B正确 .例 2　如图 4甲所示 ,两根距离很近的相互垂直的导线 ,…     

在分析安培力问题中的等效与不等效

等效法是研究物理学的一种科学方法.不少物理问题,如正确地采用等效法将事半功倍,迎刃而解.但若不加分析地滥用等效,则将走向反面,陷入谬误.本文以有关安培力的问题为例而简述之。 1.分析安培力的等效电流在分析曲线电流所受安培力这种较为复杂问题时,能否借助等效法使问题简化呢?请看如下例析. 例1.将一条长为7l的直导线弯折成边长为3:4的直角,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,使导线所在平面与磁力线垂直.当给该导体通以电流I时,磁场对导线作用力(即安培力)的大小为多少?     

用安培力的冲量公式解题

在电磁感应现象中,垂直于磁场方向的通电直导线受到安培力的作用,其冲量为F·Δt=BlI·Δt.平均电流的表达式为I=ΔQ/Δt=E/R.平均感应电动势的表达式为E=Δ/Δt=Blv.因此,安培力的冲量的表达式为F·Δt=BlIΔt=BlΔQ(普遍适用)=BlΔ/R=B2l2Δs/R(适用于纯电阻电路).例1如图所示,竖直放置的两平行光滑长直金属导轨的上端接有一个电容为C、击穿电压为Ub的电容器,有一匀强磁场与两金属导轨所在的平面垂直,磁感应强度为B.现有一质量为m、长为l的金属杆ef在t=0时,以初速度v0沿导轨下滑.金属杆ef下滑多长时间时,电容器被击穿?金属杆…     

用物理天平“秤”出安培力

在高中物理人教版第2册“安培力、磁感应强度”一节中，课本上的演示实验只能定性的演示安培力F的大小与磁感应强度B、通电电流I和导线长度L三者的关系，在实际教学中缺乏说服力，所以本人设计了一个利用物理天平来定量测量安培力的演示实验．下面本人将一次完整的实验过程记录如下．     

“磁场"习题类型及其研究方法

一、平衡状态问题通电导线在磁场受到安培力,即F= BILsinθ;运动电荷在磁场受到洛仑兹力,即f= Bqvsinθ.若研究对象处于平衡状态,则根据力     

例析法拉第电磁感应定律的电量表达式的应用

在电磁感应现象中,当导棒或线框受到安培力(尤其是变化的安培力)作用改变运动状态时,安培力(用平均值代替)的冲量I安=F安Δt=(BIL)Δt=BL(IΔt)=BLq.再由法拉第电磁感应定律E=nΔφΔt,结合q=IΔt,I=ER可得定律的电量表达式q=nΔφR.在相关问题中如果能将以上两个结论相结合,往往会有意想不到的效果.【例1】如图1所示,一对平行光滑轨道放置在水平面上,两轨道相距L=1m,两轨道之间用电阻R=2Ω连接,有一质量为m=0.5kg的导体杆静止地放在轨道上与两轨道垂直,杆及轨道的电阻皆可忽略不计,整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方…     

《磁场、电磁感应、交变电流、电磁场与电磁波》自测题

一、选择越. 1.有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是( ). A 通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用; B 通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向垂直; C 安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现; D 带电粒子在匀强磁场中运动,受到的洛伦兹力与运动方向垂直且不做功     

安培力测定实验创新探究

根据安培力公式F=BILsinθ,改进实验器材、借助DIS采集数据,对测量数据进行拟合可获得定量探究安培力与磁场、电流、导线长度间的图像关系。     

安培力定量演示器设计与实验研究

1　问题的提出磁场对电流的作用力———安培力Ｆ =ＩｌＢｓｉｎθ是高中物理的重点教材 ,高二、高三课本都有涉及 .课本主要以定性演示和理论推导来揭示这个规律 .教材无法定量演示 :①“当导线方向与该处磁场方向平行时 ,通电导线所受的力最小 ,等于零 ;当导线方向与该处磁场方向垂直时 ,通电导线所受的力最大 .”②当“……成任一角度 ,磁场对电流有作用力……但比相互垂直的情形要小 .”③“安培力Ｆ的大小与Ｉｌ的乘积成正比 .”④“安培力Ｆ的大小与ｓｉｎθ成正比”等等 ,使得教材在很多关键问题上常常用“我们知道”或“通过实验会…