安培定律及应用 PPT
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安培定律
粒子做匀速圆周运动
二、 带电粒子在匀强磁场中的运动
m qB m R R qB 2R 2m 回旋半径 T qB 回旋周期
2
× × × × ×
× × ×
q
× × ×
×
× ×B× Fm × × ×
× × ×
×
R× ×
1 qB f T 2m
× × × × × × 回旋频率－与速率无关
当电流沿垂直于外磁场的 方向流过导体时，在垂直 于电流和磁场的方向的导 体两侧将出现电势差，这 种现象称为霍耳效应，相 应的电势差称为霍耳电势 差。所产生的电场为霍耳 电场。
B
U1
U
I
l
U2
fe
Et
f洛
运动速度为 v
导体单位体积内载流子数目n
电流定义：单位时间内流过横截面积的电荷数目。则有：
I nqSv
Idl nqsdlv Nqv
（N是电流元所包含的载流子的总数） 根据安培定律：
dF Idl B N） dF FL qv B N 当带电粒子在电场 E
其中
S l1l2
为线圈面积。
载流线圈的磁矩： m ISen
M m B
1当 0时n ∥ B或线圈平面B ， M 0为稳定平衡状态；
2当 时n与B反平行或线圈平面B ， M 0为不稳定平衡状态；
3当
μ0=4π ×10-7 N/A2 。
三、磁场对载流线圈的作用
a
l2
I
d
B
a b ×
F2
二、 带电粒子在匀强磁场中的运动
m qB m R R qB 2R 2m 回旋半径 T qB 回旋周期
2
× × × × ×
× × ×
q
× × ×
×
× ×B× Fm × × ×
× × ×
×
R× ×
1 qB f T 2m
× × × × × × 回旋频率－与速率无关
当电流沿垂直于外磁场的 方向流过导体时，在垂直 于电流和磁场的方向的导 体两侧将出现电势差，这 种现象称为霍耳效应，相 应的电势差称为霍耳电势 差。所产生的电场为霍耳 电场。
B
U1
U
I
l
U2
fe
Et
f洛
运动速度为 v
导体单位体积内载流子数目n
电流定义：单位时间内流过横截面积的电荷数目。则有：
I nqSv
Idl nqsdlv Nqv
（N是电流元所包含的载流子的总数） 根据安培定律：
dF Idl B N） dF FL qv B N 当带电粒子在电场 E
其中
S l1l2
为线圈面积。
载流线圈的磁矩： m ISen
M m B
1当 0时n ∥ B或线圈平面B ， M 0为稳定平衡状态；
2当 时n与B反平行或线圈平面B ， M 0为不稳定平衡状态；
3当
μ0=4π ×10-7 N/A2 。
三、磁场对载流线圈的作用
a
l2
I
d
B
a b ×
F2
安培定律
0 I1 , 其中 B1 2x
2
§6.安培定律 / 四、利用安培定律解题方法
分割的所有电流 元受力方向都向上， 离 I1 近的电流元受力 大，离 I1 远的电流元 受力小，所以 I2 受到 的安培力为：
aL
I 1 dF
x o a
dx
L B1
I2
x
F dF I 2 B1 sin dx 2 a aL 0 I1 dx 0 I1 I 2 a L I2 ln 2 x a 2 a
用矢量式表示：
dF Idl B
Idl
dF
dF
B
外磁场
方向：从 dl 右旋 到 B，大拇指指向。
B
Idl
§6.安培定律 / 一、安培定律
二、一段电流在磁场中受力 计算一段电流 在磁场中受到的安 培力时，应先将其 分割成无限多电流 元，将所有电流元 受到的安培力矢量 求和----矢量积分。
2 ( a R cos )
0 I
§6.安培定律 / 四、利用安培定律解题方法
F I2
2 0
2 ( a R cos )
0 I1
R cos d
1 0 I1 I 2 1 2 2 a R
§6.安培定律 / 四、利用安培定律解题载流 直导线 I1 傍，平行放 置另一长为L的载流 直导线 I2 ,两根导线 相距为 a，求导线 I2 所受到的安培力。
解：
I1
I2
a
L
由于电流 I2 上各点到电流 I1 距离相同， I2 各点处的 B 相同，
§6.安培定律 / 四、利用安培定律解题方法
dFy dF dl R dFx
新版 第四节 安培力(共47张PPT)学习PPT
［问题］该磁场是否匀强磁场？ 该磁场并非匀强磁场
［问题］该磁场的特点？
在以铁芯为中心的圆圈上，
各点的磁感应强度B的大小是相等的.
2、电流表的工作原理
1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管
磁通铁对电桌面线的压力圈增大转，不到受桌面什摩擦么力作角用 度，它的平面都跟磁感应线平行，当
表盘的刻度均匀，θ∝I
b
（2）两个电流不平行时，总有作用到方
向相同的趋势。
3.电流元分析法：
把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段 就是一个电流元。先用左手定则判断出每小段电流元 受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的 方向，从而确定导体的运动方向。
例：如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬
挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线 圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内
导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的
磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大
小和方向.
a
Fab BIL Fabc 2BIL
Fbc BIL
b
c
【例3】如图所示，两平行光滑导轨相距，与水平 面夹角为450，金属棒MN的质量为，处在竖直向上 磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V， 内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多 少？(其他电阻不计)
与导线的长度、电流强度 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
通电线圈在磁场中受安培力的作用发生转动
都成正比，其比值与该处 F = ILBsinθ
欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）
的磁场强弱有关。导线与 如图所示，通电直导线A与通电导线环B固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线受到水平向
［问题］该磁场的特点？
在以铁芯为中心的圆圈上，
各点的磁感应强度B的大小是相等的.
2、电流表的工作原理
1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管
磁通铁对电桌面线的压力圈增大转，不到受桌面什摩擦么力作角用 度，它的平面都跟磁感应线平行，当
表盘的刻度均匀，θ∝I
b
（2）两个电流不平行时，总有作用到方
向相同的趋势。
3.电流元分析法：
把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段 就是一个电流元。先用左手定则判断出每小段电流元 受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的 方向，从而确定导体的运动方向。
例：如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬
挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线 圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内
导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的
磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大
小和方向.
a
Fab BIL Fabc 2BIL
Fbc BIL
b
c
【例3】如图所示，两平行光滑导轨相距，与水平 面夹角为450，金属棒MN的质量为，处在竖直向上 磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V， 内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多 少？(其他电阻不计)
与导线的长度、电流强度 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
通电线圈在磁场中受安培力的作用发生转动
都成正比，其比值与该处 F = ILBsinθ
欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）
的磁场强弱有关。导线与 如图所示，通电直导线A与通电导线环B固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线受到水平向
安培环路定理及应用--ppt课件
ppt课件
4
磁场的高斯定理：
SB dS 0
性质1： 磁场是无源场
静电场的高斯定理：
E dS
1
S
0
q内
ppt课件
性质1： 静电场是有源场
5
静电场环路定理： LE dl 0
性质2： 静电场是保守场
稳恒磁场：
?
LB d l
类似的环路定理表达式？ 揭示出磁场具有怎样的性质？
一.安培环路定理的表述 （一） 以无限长直电流的磁场为例分6步验证
1)
选在垂直于长直载流导线的平面内，以导线与平面交
点o为圆心，半径为 r 的圆周路径 L，其指向与电流
成右旋关系。
LB
dl
L
0
2
I r
dl
c
os0
I 0
2 r
2
0
r
dl
I 0
ppt课件
I
L
o
r B
8
2) 若电流反向（包围电流的圆周路径 L ）：
r
oR
B外方向与
I
指向满足右旋关系 ppt课件
20
练习：P.253 9 - 14
无限长均匀载流圆柱体（ R , I ）如图，求通过
S（ 2R , h ）的磁通量.
.I
B
RR
Sh
dS dS
解：磁场分布
B内
0Ir 2R2
B外
0I 2r
微元分析法：取
dS hdr
且dS与B方向相同
m
s B
dS
B内dS
磁场是无源场
磁感应线闭合成环，无头无尾 不存在磁单极。
人类对磁单极的探寻从未停止，一旦发现磁单
安培力(精华版)课件
安培力的方向
根据左手定则判断，即伸开左手，让大拇指与四指在同一平面内并垂直，然后将左手放入 磁场中，让磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，大拇指所指方向即为安培力的方向。
安培力的大小和方向
安培力的大小
根据公式F=BILsinθ计算，其中B为磁感应强度，I为电流强度，L为导线在磁场 中的有效长度，θ为电流与磁场的夹角。
左手定则
将左手伸开，让大拇指与其余四指垂直，然后将左手放入磁 场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，大拇指 所指方向即为安培力方向。
判断安培力的方向
电流方向与磁场方向垂直时，安培力方向与电流方向垂直； 电流方向与磁场方向平行时，安培力方向与电流方向平行。
右手定则：将右手伸开，让大拇指与其余四指垂直，然后将 右手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向电流 方向，四指所指方向即为安培力方向。
感谢观看
磁悬浮列车的工作原理
总结词
磁悬浮列车利用安培力实现列车与轨道 的完全分离，减少摩擦力，提高运行速 度。
VS
详细描述
磁悬浮列车通过在轨道和列车底部安装电 磁铁，当电流通过轨道上的电磁铁时，产 生磁场，与列车底部电磁铁的磁场相互作 用，产生向上的安培力，使列车悬浮在轨 道上方。由于没有接触，摩擦力大大减少 ，因此列车可以高速运行。
安培力计算中的单位换算
• 安培力单位为牛（N），电流单位为安（A），磁感应强度单位 为特（T），长度单位为米（m）。在进行单位换算时，需要将 各个物理量的单位统一到国际单位制中。例如，可以将安培力 的单位换算为牛米（Nm），电流的单位换算为安秒（As）， 磁感应强度的单位换算为特米（Tm）等。
THANKS
根据安培力的公式F=BIL，安培力的大小与电流的大小成正比，电流越大，安培力越大。
大学物理安培定理
I1
I2
I1dl1 B2
I2dl2
dF1
dF2
B1
d
dF2 dF1 0I1I2
dl2 dl1 2π d
B1
0 I1
2π d
B2
0I2
2π d
dF2 B1I2dl2 sin
90,sin 1
dF2
B1I 2dl2
0 I1I 2dl2
2π d
dF1
B2 I1dl1
0 I 2 I1dl1
与 Idl B 同向 .
有限长载流导线 所受的安培力
F ldF l Idl B
dF Idl
Idl
dF
B
B
度为例B1的均如匀图磁一场通中有，电回流路I平的面闭与合磁回感路强放度在磁B感垂应直强.
r 回路由直导线 AB 和半径为 的圆弧导线 BCA 组成 ，
电流为顺时针方向, 求磁场作用于闭合导线的力.
§9.4 安培定律
一、安培定律(Ampere law)
洛伦兹力
fm
evd
B
vd
fm evd B sin
fm
Idl
I
S
dF nevdSdlB sin
B
dl
dF IdlBsin IdlB sin I nevdS
由于自由电子与晶格之间的相互作用，使导线在
宏观上看起来受到了磁场的作用力 .
2π d
国际单位制中电流单位安培的定义
I1
I2
B2
dF1
dF2
d
在真空中两平行长直导线相
距 1 m ，通有大小相等、方向相
同的电流，当两导线每单位长度
上的受力为 2107 N m1 时，规
7-2 安培定律
安培定律的微观解释 洛伦兹力
f m evd B
vd
B
f m evd B sin
dF nevd SdlB sin
Idl
dl
fm
I
S
dF IdlB sin IdlB sin
I nevd S
由于自由电子与晶格之间的相互作用，使导线在 宏观上看起来受到了磁场的作用力 （称为安培力）.
解 把线圈分为JQP和PKJ两部分
y
B
FJQP BI (2R)k 0.64kN I FPKJ BI (2R)k 0.64kN Q
z
J
o
x
R
× dF
以Oy为轴， l 所受磁力矩大小 Id
d
K
x
P
dM xdF IdlBx sin
x R sin , dl Rd
lab为连接弯曲导线两端而成的矢量，亦即整个
F Ilab B
F 0
二、均匀磁场对载流线圈的作用力矩
如图 均匀磁场中有一矩形载流线圈MNOP
设bc和ad两边所受安培力为F1和 F1′,则
F1 F BIl1 sin
' 1
F1和F1′方向相反，作用在同一直线上，因此合力为零。 设ab和cd两边所受安培力为F2和 F2′,则
m NISen
en与 I 成右螺旋
在磁力矩作用下，线圈将转动，使其磁矩的方 向与外磁场方向相同而达到稳定平衡状态。
如果载流线圈放置在不均匀的磁场中，载 流线圈除受力矩作用之外，还会受到一个力的 作用，力矩的作用使载流线圈偏转；力的作用 使载流线圈从磁场较弱处向磁场较强处移动。
安培力完整版课件.
安培力完整版课件.一、教学内容本节课我们将学习教材第十五章“电磁学”中的第三节“安培力”。
详细内容包括安培力定律的表述、计算方法以及在实践中的应用。
我们将通过具体的实验和例题，深入理解安培力产生的原理和计算过程。
二、教学目标1. 理解并掌握安培力定律的原理，能够准确表述安培力与电流、磁场的关系。
2. 学会使用安培力定律进行相关问题的计算，提高解题能力。
3. 了解安培力在生产和日常生活中的应用，培养学生的实践能力。
三、教学难点与重点重点：安培力定律的原理及其计算方法。
难点：如何将安培力定律应用于实际问题，进行求解。
四、教具与学具准备教具：电流表、磁场强度计、演示用电磁铁、磁性材料（如铁钉）、幻灯片、黑板。
学具：笔记本、教材、计算器、草稿纸。
五、教学过程1. 导入：通过展示生活中常见的电磁现象，如电磁起重机、电磁继电器等，引起学生对电磁学的兴趣，进而导入安培力的学习。
2. 理论讲解：a. 介绍安培力定律的原理，用公式表示。
b. 解释安培力与电流、磁场之间的关系。
c. 分析安培力在实践中的应用。
3. 实践演示：a. 使用演示用电磁铁和磁性材料，展示安培力的产生和作用。
b. 让学生亲自动手操作，观察并记录实验结果。
4. 例题讲解：a. 讲解安培力计算的基本步骤。
b. 选取典型例题，进行详细解析。
c. 对学生进行随堂练习，巩固所学知识。
六、板书设计1. 安培力定律的公式、原理和应用。
2. 例题解答步骤和关键点。
3. 课堂小结。
七、作业设计1. 作业题目：a. 计算给定电流和磁场下的安培力。
b. 分析某电磁设备的安培力，并计算其所需电流。
2. 答案：a. 安培力F = BILsinθ，其中 B 为磁场强度，I 为电流，L 为导线长度，θ 为导线与磁场的夹角。
b. 根据设备的工作原理和所需安培力，反推计算电流。
八、课后反思及拓展延伸2. 拓展延伸：a. 探讨安培力在电磁设备中的应用，如电动机、发电机等。
b. 研究安培力对磁性材料的影响，如磁化、退磁等。
安培环路定理及应用磁场对载流导线和载流线圈的作用
积分形式
f LIdl B
B
Id l
载流直导线在均匀磁场中所受的安培力
取电流元
Idl
df Idl B
受力方向
Idl
B
dF
力大小 df BIdl sin
积分
0
f
BIdl
L
sin
BI sin Ldl
f BLI sin
B
f 0
I
32
2
fmax BLI
B
I
二、无限长两平行载流直导线间的相互作用力
0 I 2r1
r1d
0 I 2
d
B1
B
d
dl1
B2
dl2
A L2 B
A
B2
dl2
0 I 2r2
r2d
0 I 2
d
B dl
B 0 I d
A0 I d
0 I d
0 0 I d
l
A 2
B 2
0 2
2
0I ( d 0 d ) 0
2 0
l B dl 0
作积分回路如图
方向
右手螺旋
计算环流
B dl Bdl 2rB
利用安培环路定理求
B
0
B dl 0NI
B
0NI 2r
内
0 外
R1、R2 R1 R2
n N
2R1
B 0nI
B
O
R1 R2
r
说明：
①B是所有电流共同产生的 环路外部的电流只是对积分∮LB·dl无贡献.
②当B无对称性时，安培环路定理仍成立 只是此时因B不能提出积分号外，利用安培环
安培力的综合应用课件
[跟踪训练1] 如图所示,用两根轻细金属丝将质量为m,长为l的金属棒
ab悬挂在c,d两处,置于匀强磁场内.当棒中通以从a到b的电流I后,两悬
线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态.为了使棒平衡在该位置上,所需的
磁场的最小磁感应强度的大小、方向,下列说法中正确的是(
)
D
A. mg tan θ,竖直向上 Il
安培力的综合应用
类型一 安培力作用下的平衡问题
[例1] 如图所示,两平行金属导轨间距L=1 m,导轨与水平面成θ=37°,导 轨电阻不计.导轨上端连接有E=6 V,r=1 Ω的电源和滑动变阻器R.长度也 为L的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好,金属棒的质量m=0.2 kg, 电阻R0=2 Ω,整个装置处在竖直向上磁感应强度为B=1.5 T的匀强磁场中, 金属棒一直静止在导轨上.(g取 10 m/s2, sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)当金属棒刚好与导轨间无摩擦力时,接入电路中的滑动变阻器的阻值 R多大; (2)当滑动变阻器接入电路的电阻为R=5 Ω时金属棒受到的摩擦力.
题干关键
导轨电阻不计
竖直向上的匀强磁场 金属棒刚好与导轨间无摩 擦 滑动变阻器接入电路的电 阻R=5 Ω 时
获取信息
电路的总电阻为电源内阻,金属棒电 阻和滑动变阻器接入电阻
C. mg sin θ,平行悬线向下 Il
B. mg tan θ,竖直向下 Il
D. mg sin θ,平行悬线向上 Il
解析:当所加磁场的磁感应强度最小时,金属棒平衡时所受的安培力 F 有最小 值.由于棒的重力恒定,悬线拉力的方向不变,由力的矢量三角形可知,当安培 力与绳子的拉力垂直时安培力最小,如图所示,即 Fmin=mgsin θ.有 IlBmin= mgsin θ,得 Bmin= mg sin ,由左手定则知所加磁场的方向平行悬线向上.故 D
安培环路定理及应用磁场对载流导线和载流线圈的作用课件
电磁铁类型与原理
介绍电磁铁的基本类型，如电磁吸盘、电磁阀等，并阐述其工作原理。
THANKS
感谢您的观看。
当线圈中的电流发生变化时，线圈周围的磁场也会发生变化，这种现象称为磁感应。磁感应强度的大小与电流变化率和磁场强度有关。
磁感应强度
磁通量
互感现象
当载流导线与载流线圈相互靠近时，导线中的电流会在线圈中产生感应电动势，这种现象称为互感现象。
电磁感应
当载流导线或载流线圈中的电流发生变化时，导线或线圈周围的磁场也会发生变化，从而产生感应电动势，这种现象称为电磁感应。电磁感应是发电机、变压器等许多电气设备工作的基础。
电磁感应应用
03
利用电磁感应原理，可以实现发电机、变压器等设备的能量转换和传输。
电磁波传播
安培环路定理可以用来分析电磁波的传播过程。在均匀介质中，电磁波的传播方向与电场和磁场的方向相互垂直，满足安培环路定理。
麦克斯韦方程组
安培环路定理是麦克斯韦方程组的重要组成部分。麦克斯韦方程组描述了电磁场的运动规律，包括电场和磁场的相互作用。
安培环路定理及应用磁场对载流导线和载流线圈的作用课件
目录
安培环路定理概述磁场对载流导线和载流线圈的作用安培环路定理在磁场中的应用磁场对载流导线和载流线圈的实验研究安培环路定理在工程中的应用案例分析
01
CHAPTER
安培环路定理概述
定义
安培环路定理是磁场对载流导线和载流线圈作用的基本定理，它指出在磁场中环绕载流导线和载流线圈的环路中，磁感线总是闭合的。
观察磁场、电流等因素对载流导线与线圈相互作用的影响。
磁场对载流导线与线圈相互作用作用的规律
通过实验数据，分析磁场对载流导线与线圈相互作用作用的规律。
安培定律 PPT
L
B
P
f I ( dl ) B
L
o
x
dl op Li
L
f ILi B ILBj
f I ( dl ) B
L
结论: 任意平面载流导线在均匀磁场中所受 的力 ,与其始点和终点相同的载流直导线所受 的磁场力相同. 平面闭合载流导线在均匀磁场中所受的 安培力
v qB
粒子单位时间内圆周运动的圈数（频率）
1 qB f T 2π m
2）螺旋运动 如果粒子的速度不垂直于外磁场的方向，设粒 子的初速度为 v ，与外磁场的夹角为θ
——安培定律
df IdlB sin
右手螺旋法培力
f
( Idl B )
l
B
例1 求如图不规则的平面 载流导线在均匀磁场中所 受的力，已知 I . B 和 解：一段载流导线在均 匀磁场中所受的安培力
y
I
＋
对转轴的磁力矩 l1 ' l1 M f 2 sin f 2 sin Il2 Bl1 sin Il1l2 B sin 2 2 矩形线圈受到的磁力矩
f2
n
B
M BIS sin
用矢量形式表示为 M ISn B
平面载流线圈的磁矩
Pm ISn
M NBIS sin
3 或 时 线圈所受的磁力矩最大 2 2
即磁场与线圈平面平行时所受的磁力矩最大
M NBIS 50 0.05 2 (0.2)2 N m
M 0.2 N m
问题：对于任意平面载流线圈以下结论成立吗?
f 0,
B
P
f I ( dl ) B
L
o
x
dl op Li
L
f ILi B ILBj
f I ( dl ) B
L
结论: 任意平面载流导线在均匀磁场中所受 的力 ,与其始点和终点相同的载流直导线所受 的磁场力相同. 平面闭合载流导线在均匀磁场中所受的 安培力
v qB
粒子单位时间内圆周运动的圈数（频率）
1 qB f T 2π m
2）螺旋运动 如果粒子的速度不垂直于外磁场的方向，设粒 子的初速度为 v ，与外磁场的夹角为θ
——安培定律
df IdlB sin
右手螺旋法培力
f
( Idl B )
l
B
例1 求如图不规则的平面 载流导线在均匀磁场中所 受的力，已知 I . B 和 解：一段载流导线在均 匀磁场中所受的安培力
y
I
＋
对转轴的磁力矩 l1 ' l1 M f 2 sin f 2 sin Il2 Bl1 sin Il1l2 B sin 2 2 矩形线圈受到的磁力矩
f2
n
B
M BIS sin
用矢量形式表示为 M ISn B
平面载流线圈的磁矩
Pm ISn
M NBIS sin
3 或 时 线圈所受的磁力矩最大 2 2
即磁场与线圈平面平行时所受的磁力矩最大
M NBIS 50 0.05 2 (0.2)2 N m
M 0.2 N m
问题：对于任意平面载流线圈以下结论成立吗?
f 0,
安培定律
1、载流直导线
取电流元 Idl
受力大小
Idl
df BIdl sin
方向
积分 结论
×
df
B
L
I
f BLI sin
方向
f BIdl sin BIL sin
讨 论
B
0
2 3 2
f 0
I
B
f max BLI
推论
在均匀磁场中
任意形状闭合载流线圈受合力为零
练习
如图
求半圆导线所受安培力
f 2 BIR
方向竖直向上பைடு நூலகம்
I a
c B R b
平行电流的相互作用力
df1 B2 I1dl1
df 2 B1 I 2dl 2
0 I2 B2 2a
I1
d
a x Idl
L
b
I2
0 I1 I 2 dx df BI 2dl 2x
f
dL d
0 I1 I 2 0 I1 I 2 d L dx ln 2x 2 d
竖直向上
14-6 磁场对载流线圈的作用
一、磁场对载流线圈作用的磁力矩
F1 l 1
F2 l 2
I
M BPm sin
如果线圈为N匝
M Pm B
讨 论
Pm NISn
F2
F1 F1
F2
F2
0 I1 I 2 dx 2x
I1
0 I1 I 2 dx 2x
取电流元 Idl
受力大小
Idl
df BIdl sin
方向
积分 结论
×
df
B
L
I
f BLI sin
方向
f BIdl sin BIL sin
讨 论
B
0
2 3 2
f 0
I
B
f max BLI
推论
在均匀磁场中
任意形状闭合载流线圈受合力为零
练习
如图
求半圆导线所受安培力
f 2 BIR
方向竖直向上பைடு நூலகம்
I a
c B R b
平行电流的相互作用力
df1 B2 I1dl1
df 2 B1 I 2dl 2
0 I2 B2 2a
I1
d
a x Idl
L
b
I2
0 I1 I 2 dx df BI 2dl 2x
f
dL d
0 I1 I 2 0 I1 I 2 d L dx ln 2x 2 d
竖直向上
14-6 磁场对载流线圈的作用
一、磁场对载流线圈作用的磁力矩
F1 l 1
F2 l 2
I
M BPm sin
如果线圈为N匝
M Pm B
讨 论
Pm NISn
F2
F1 F1
F2
F2
0 I1 I 2 dx 2x
I1
0 I1 I 2 dx 2x
安培定律课件
Fy = 0
10
3. 非直线电流在均匀磁场中受力 半圆形载流导线所受的磁场力 (B向内) Idl 受力方向如图 大小： = IdlB = IBRdθ dF
dFx = − dF cos θ
dθ
(
Y
× × × ×
Fx = ∫ dFx = 0
π
0
R
C
D
Fy = ∫ dFy = ∫ IB sin θ Rdθ = 2 IBR
b边受力：
a +b
y I1 a I2 L
θ
b
c x
F=
∫
a
μ I1I 2 μ I1I 2 a + L cosθ dx = ln 2π x 2π a
向下
9
所以，闭合回路受力：
y I1 a I2 L
F = Fx
μ I1I 2 L sin θ = 2π (a + L cosθ )
θ
b
c x
μ I1I 2 a + L cosθ − ⋅ tan θ ln 2π a
方向如图，构成力偶
M = F2 d = BIL2 L1cosθ = BIScosθ
19
θ +ϕ = π / 2
M = BIS cos θ
L1 × F2 d I
M = BISsinϕ = Pm × B
若线圈有N 匝： m = NIS P
F′ 2
M = Pm × B
2.任意形状平面线圈所受力矩 可证明整个线圈所受合力为 零；为求力矩，将电流等效看 成许多小矩形电流组成，对每 块小面元，有
dF Idl
I
R
D
X
12
4. 任意形状载流导线在均匀磁场中受力 设ab为一段任意形状载流导线
安培力完整版课件.
安培力完整版课件.一、教学内容本节课我们将学习《电磁学》教材第五章第三节“安培力”的内容。
详细内容包括安培力定律的表述、安培力大小的计算、安培力方向的判定以及安培力在实践中的应用。
二、教学目标1. 让学生掌握安培力定律的表述，理解安培力与电流、磁场的关系。
2. 使学生能够运用安培力公式进行相关计算，并能判断安培力的方向。
3. 培养学生运用安培力解决实际问题的能力，提高学生的实践操作技能。
三、教学难点与重点教学难点：安培力方向的判定，安培力公式的运用。
教学重点：安培力定律的理解，安培力大小的计算。
四、教具与学具准备教具：磁性演示棒、电流表、磁场演示器、安培力演示装置。
学具：电流表、导线、磁铁、直尺、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入：展示磁性演示棒吸引铁屑的实验，引导学生思考磁场对电流的作用。
2. 理论讲解：讲解安培力定律，阐述安培力与电流、磁场的关系。
3. 例题讲解：通过具体例题，演示安培力大小的计算方法和安培力方向的判定。
4. 随堂练习：布置相关练习题，让学生巩固所学知识，及时发现问题并解答。
5. 实践操作：组织学生进行安培力演示实验，观察安培力的作用，加深对安培力的理解。
六、板书设计1. 安培力定律2. 安培力公式：F = BILsinθ3. 安培力方向判定：右手定则4. 实践应用：安培力在电流表、电动机等设备中的应用七、作业设计1. 作业题目：（1）计算题：已知电流和磁场，求安培力的大小和方向。
（2）实践题：设计一个实验，验证安培力定律。
2. 答案：（1）计算题答案：根据安培力公式，结合给定的电流、磁场和角度计算得出。
（2）实践题答案：根据实验原理和操作步骤，完成实验并得出结论。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对安培力的理解程度，以及在实际操作中遇到的问题和解决方法。
2. 拓展延伸：引导学生了解安培力的应用领域，如电流表、电动机等，激发学生的学习兴趣。
同时，鼓励学生深入研究安培力在高新技术领域的应用，如磁悬浮列车、磁流体动力装置等。
安培定则、左手定则和右手定则PPT教学课件
（09年宁夏卷）19.如图所示，一导体圆环位于纸面内，O为圆 心。环内两个圆心角为90°的扇形区域内分别有匀强磁场，两
磁场磁感应强度的大小相等，方向相反且均与纸面垂直。导体 杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触。在圆心 和圆环间连有电阻R。杆OM以匀角速度逆时针转动，t=0时恰好 在图示位置。规定从a到b流经电阻R的电流方向为正，圆环和导 体杆的电阻忽略不计，则杆从t=0开始转动一周的过程中，电流 随变化的图象是（ ）
安培定则 右手定则 左手定则
第第6节 植物生殖方式的多样性
一、被子植物的生殖
1、开花
( ! ) 花瓣
(2)
柱头
(3)
花柱
( 4 ) 花药 雄
雌
( 5 ) 花丝 蕊
( 6 ) 萼片 ( 7 ) 胚珠
(8)
( 9 ) 花托
蕊
子房
第第6节 植物生殖方式的多样性
一、被子植物的生殖
1、开花 2、传粉 花粉落到柱头上的过程
脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁
场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方
向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起
在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的
电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。
R
r
子房 胚珠 卵卵子子
P
z
F
U
T
,,
,
, ,
6 第 节 植物生殖方式的多样性
一、被子植物的有性生殖
1、开花 2、传粉
受 3、
精
自花传粉 异花传粉
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四、磁力的功
1. 载流导线在磁场中移动时
AI
2. 载流线圈在磁场中转动时
MpmBs inISsBin
v
.B
dAMd
v M
.
ISB sind
IdBScos
θ
pv m
Id
A Id
..... l
ε x
F BIl
Blx
穿过电流回路所围绕 面积的磁通量的增量
四、磁力的功
1. 载流导线在磁场中移动时
AI
2. 载流线圈在磁场中转动时
pm IS 方向
M vp vmB v 方向
MpmBsin
ISBsin
注意: 1). 顺时针为 正方向
v
.B
v M
.
θ
pv m
2). M阻碍 增大， M<0
A
I1
ＡＢ在 I2dl2 处激发的磁感应强度
B
D dF21
a
C
I2 dl2 B21
I2
B21
0 2
I1 a
电流元I2dl2受到的AB的磁场力：
dF21 B2I12dl2
0 2
I1I2 a
dl2
方向指向ＡＢ
载流导线CD单位长度所受的力
dF21 0 I1I2
dl2 2 a
A
I1
2、 “安培”的定义：
I
×v a
F
补充:
d F Ild B
r dF
v B
r Idl
例.2 已知:均匀磁场,
Idl
半圆形导线, R , I
I
B
ab 与 B 夹角a=30°
求:此段圆弧电流受的磁力。
解: 1. 任取电流元 Idl
ab
2. 电流元所受的安培力:
d F Ild B
3. 整个电流受力
方向 F
场均匀
(b)
二、磁场对载流线圈的作用
r 已知: B
l1
均匀磁场如图,
载流线圈放入磁场中,
l2
线圈尺寸如图,
I
求:
1.线圈所受的合外力?
2.线圈所受的合外力矩?
二、磁场对载流线圈的作用
v
F1
l1
r B
上下两导线受力如图,
vv
F1 F2
l2
vI F2
vv F1vF20 M 0
大小相等，方向相反 在同一条直线上 且:它们力矩为零
B
D dF21
a
C
I2 dl2 B21
I2
B21
0 2
I1 a
真空中，若两根相距 1m 、通有相等电流的长直导线 上单位（1m）长度的相互作用力正好于 210-7 N，则 导线中的电流定义为1A。
四、磁力的功
1. 载流导线在磁场中移动时
AFx BIlx I
I ....
.. ..
v
.B I.
F.....v
pvmISnˆ
nˆ 与电流成右手关系
d
v Fv
l1 . B
θ
v F
MFdBIl2l1sin Bpmsin
M vp vmB v
结论:
1.均匀磁场中,载流线圈所受的合外力
F0
2.均匀磁场中,载流线圈所受的合外力力矩
M vp vmB v
三、电流单位“安培”的定义
1、推导
在CD上任取一电流元 I 2 d l 2
安 培 定 律
8-6 磁场对载流导线的作用
一.安培定律
电流元
1.推导:
电流元-----小圆柱体 (长 dl 、横截面 S )
I
Idl
B dF
nv
每个电荷所受的力:
f mqv B
电流元所包含的电荷数: Nn(dlS)
所以: dF Nf m (n) d (q v l S B )
dF Nf m (n) d (q v l S B )
二、磁场对载流线圈的作用
v
F1
r
B
l1
d
v Fv
l1 . B
l2
vI F2
考虑左右两线段受力情况,
为方便,画俯视图,如图
θ
v F
vv FvFv BIl2 FF0
二、磁场对载流线圈的作用
v
F1
r
B
l1
d
v Fv
l1 . B
l2
θ
vI F2
v F
MFdBIl2l1sin
二、磁场对载流线圈的作用
定义: 载流线圈磁矩:
[例1] 已知: 均匀磁场, 载流导线 I, 长度为 L, 放入磁场中,
求:导线所受的磁场力
解: 任取电流元 Idl
整个电流受力
v B
Idl
I
×v a
F
r r
a Idl,B
d F Ild B
FBIlsina
安培力： FBIlsina
v B
此式的适用范围是： 直导线，匀强磁场。
Idl
FIdl B I dl B IabB
l
(a)
类推：任意载流导线在均匀磁场中受力
FIa bB
设：任意载流导线，载流
B
强度 I ,起点 a ,终点 b
b
FaIdl B
Ib
a
b
I(adl)B
Ia bB
大家有疑问的，可以询问和交流 可以互相讨论下，但要小声
大家有疑问的，可以询问和交流 可以互相讨论下，但要小声
考虑到 I nqvS d F (nv ) S d q B l
I
Idl
B dF
IldB
2.内容:
任意电流元所受的安培力:
d F Ild B
安培定律
说明
1.电流元只是一种理想的模型, 离开了电流谈电流元无意义
I
Idl
B dF
2.整个电流受力
Байду номын сангаас
FIdl B
l
矢量积分
3. 应用举例