您好,歡迎來到答案網(wǎng)! 請(qǐng)  登錄  |  免費(fèi)注冊(cè)   收藏本站Ctrl+D    
答案網(wǎng)
  

 答案網(wǎng)首頁 | 知識(shí)點(diǎn)首頁 | 語文知識(shí)點(diǎn) | 數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn) | 英語知識(shí)點(diǎn) | 歷史知識(shí)點(diǎn) | 政治知識(shí)點(diǎn) | 物理知識(shí)點(diǎn) | 化學(xué)知識(shí)點(diǎn) | 生物知識(shí)點(diǎn) | 地理知識(shí)點(diǎn) | 知識(shí)點(diǎn)梳理
 欄目類別:知識(shí)點(diǎn) >> 高中 >> 物理

磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用:安培力、左手定則

更新時(shí)間:2016/9/2 16:01:00  手機(jī)版
  安培力與洛倫茲力:

  通電導(dǎo)線在安培力作用下運(yùn)動(dòng)方向的判定方法:

  要判定通電導(dǎo)線在安培力作用下的運(yùn)動(dòng),首先必須清楚導(dǎo)線所在位置磁場(chǎng)的分布情況,然后才能結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)線的受力情況,進(jìn)而確定導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向。常用的方法如下:

  1.電流元法

  (1)同一磁場(chǎng)中的彎曲導(dǎo)線

  把整段彎曲導(dǎo)線分為多段直線電流元,先用左手定則判定每段電流元受力的方向,然后判定整段導(dǎo)線所受合力的方向,從而確定導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向,如在圖中,要判定導(dǎo)線框abcd的受力可將其分為四段來判定,若將導(dǎo)線框換作導(dǎo)線環(huán)時(shí),可將其分為多段直線電流元。

  (2)不同磁場(chǎng)區(qū)域中的直線電流當(dāng)直導(dǎo)線處于不同的磁場(chǎng)區(qū)域中時(shí),可根據(jù)導(dǎo)線本身所處的物理情景,將導(dǎo)線適當(dāng)分段處理,如圖甲中,要判定可自由運(yùn)動(dòng)的通電直導(dǎo)線AB在蹄形磁鐵作用下的運(yùn)動(dòng)情況時(shí),以蹄形磁鐵的中軸線OO’為界,直導(dǎo)線在OO’兩側(cè)所處的磁場(chǎng)截然不同,則可將AB以O(shè)O’為分界點(diǎn)分為左右兩段來判定。

  2.特殊位置法因電流所受安培力的方向是垂直于電流和磁場(chǎng)所決定的平面的,雖然電流與磁場(chǎng)之間夾角不同時(shí)電流所受安培力大小不同,但所受安培力的方向是不變的 (要求電流從平行于磁場(chǎng)的位置轉(zhuǎn)過的角度不超過 180。)。故可通過轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)線到某個(gè)便于分析的特殊位置,然后判定其所受安培力的方向,從而確定其運(yùn)動(dòng)方向。如在上圖甲中,初始位置磁場(chǎng)在平行于電流方向上的分量對(duì)電流無作用力,但一旦離開初始位置,此磁場(chǎng)分量就會(huì)對(duì)電流產(chǎn)生作用力,如上圖乙所示。但此分量對(duì)電流在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中作用力的方向不方便判定.可將此導(dǎo)線轉(zhuǎn)過90。,此時(shí)電流方向與該磁場(chǎng)分量方向垂直,用左手定則很容易判定出受力方向,如上圖丙所示,

  3.等效法

  (1)從磁體或電流角度等效

  環(huán)形電流可以等效成小磁針,通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流,反過來等效也成立。將環(huán)形電流與小磁針相互等效時(shí),它們的位置關(guān)系可以認(rèn)為是小磁針位于環(huán)形電流的中心處,N、S極連線與環(huán)面垂直,且N、S極與電流方向遵從安培定則。如在圖中,兩通電圓環(huán)同心,所在平面垂直,要判定可自南轉(zhuǎn)動(dòng)的圓環(huán),I2的運(yùn)動(dòng)情況,可將其等效為一小磁針。

  (2)從磁感線分布情況的角度等效

  根據(jù)要判定的電流或磁體所在處的磁感線分布,將其所在處的磁場(chǎng)等效為某一能夠在該處產(chǎn)生類似磁場(chǎng)的場(chǎng)源電流或磁體,然后再用電流之間或磁體之間相互作用的規(guī)律來判定。如在圖中,導(dǎo)線AB所在處的磁感線分布與位于其下方與紙面垂直的通電直導(dǎo)線在該處產(chǎn)生的磁感線類似(注意是類似而不是相同),所以可以將蹄形磁鐵等效為一通電直導(dǎo)線進(jìn)而進(jìn)行判定。

  4.結(jié)論法

  當(dāng)兩電流之間或兩等效電流之間發(fā)生相互作用時(shí),可利用電流之間相互作用的規(guī)律直接判定,只是同前所述,此法應(yīng)慎用。

  (1)兩平行直線電流在相互作用過程中,無轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì),同向電流互相吸引,反向電流互相排斥;

  (2)兩不平行的直線電流互相作用時(shí),有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)。

  5.轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法

  定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問題,可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力,然后由牛頓第三定律,確定磁體所受電流磁場(chǎng)的作用力,從而確定磁體所受的合力及運(yùn)動(dòng)方向。如在圖中要判定磁鐵所受電流的作用力,可以分析磁鐵對(duì)電流的作用力。

  安培力作用下力學(xué)問題的解決方法:

  由于安培力的方向總是垂直于電流方向與磁場(chǎng)方向決定的平面,即F一定垂直于B和I,但B和I不一定垂直。因此涉及安培力的問題常呈現(xiàn)于三維空間中,要解決這類問題,需從合適的方位將立體圖改畫為二維平面圖,再通過受力分析及運(yùn)動(dòng)情況分析,結(jié)合平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題。

 下一篇:磁電式儀表
 初中物理知識(shí)點(diǎn)推薦
 高中物理知識(shí)點(diǎn)推薦
CopyRight @ 2018   知識(shí)點(diǎn) www.stephenandchristina.com    All Rights Reserved