第三章第四节.
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1、第四节安培力的应用第四节安培力的应用第三章磁第三章磁 场场栏目栏目导引导引第三章第三章 磁磁 场场1.了解直流电动机的原理了解直流电动机的原理2了解磁电式电表的原理了解磁电式电表的原理3会分析导体在安培力作用下的平衡和运动问题会分析导体在安培力作用下的平衡和运动问题栏目栏目导引导引第三章第三章 磁磁 场场新知初探新知初探自主学习自主学习一、直流电动机一、直流电动机自主探究自主探究1.当通电导线垂直放置在磁场中时，会受到当通电导线垂直放置在磁场中时，会受到安培力作用，如果放在磁场中的不是一段通安培力作用，如果放在磁场中的不是一段通电的导线，而是一个通电的矩形线圈电的导线，而是一个通电的矩形线圈a
2、bcd(图图341)，会发生什么现象？，会发生什么现象？ 图图341提示：提示：受到安培力而发生转动受到安培力而发生转动栏目栏目导引导引第三章第三章 磁磁 场场2假如直流电动机通电前，线圈刚好与磁场垂直，即位于假如直流电动机通电前，线圈刚好与磁场垂直，即位于教材教材P85图图342中的中的(b)、(d)两图所示的位置，通电后，两图所示的位置，通电后，电动机能否正常工作？电动机能否正常工作？提示：提示：不能假如线圈处于这两个位置，通电后线圈各边所不能假如线圈处于这两个位置，通电后线圈各边所受的力都在线圈平面内，不能使线圈转动受的力都在线圈平面内，不能使线圈转动栏目栏目导引导引第三章第三章 磁磁
3、场场成功发现成功发现1直流电动机的原理：直流电动机的原理：如图如图342所示，在线圈中通以直所示，在线圈中通以直流电流，矩形线圈在磁场力的作用下发生流电流，矩形线圈在磁场力的作用下发生_，带动机，带动机械运行械运行图图342转动转动栏目栏目导引导引第三章第三章 磁磁 场场2结构及原理分析结构及原理分析如图如图343所示所示图图343栏目栏目导引导引第三章第三章 磁磁 场场(1)当线圈由位置丁经位置甲运动到位置乙时，图中线圈左当线圈由位置丁经位置甲运动到位置乙时，图中线圈左边受力方向向上边受力方向向上,右边受力方向向下右边受力方向向下,使线圈使线圈_时针转动；时针转动；当线圈在位置乙时不受力，由
4、于惯性继续转动；当线圈在位置乙时不受力，由于惯性继续转动；(2)当线圈由位置乙经位置丙运动到位置丁时当线圈由位置乙经位置丙运动到位置丁时,由于电流换向由于电流换向,图中线圈左边受力方向向上，右边受力方向向下，使线圈继图中线圈左边受力方向向上，右边受力方向向下，使线圈继续续_时针转动；当线圈在位置丁时不受力，由于惯性继续时针转动；当线圈在位置丁时不受力，由于惯性继续转动；然后，线圈重复以上过程转动下去转动；然后，线圈重复以上过程转动下去3直流电动机的优点：直流电动机的优点：通过改变输入通过改变输入_很容易调节它很容易调节它的转速，而交流电动机的调速就不太方便的转速，而交流电动机的调速就不太方便顺
5、顺顺顺电压电压栏目栏目导引导引第三章第三章 磁磁 场场二、磁电式电表二、磁电式电表自主探究自主探究1我们知道电流的大小可以由电流表直接读出，我们知道电流的大小可以由电流表直接读出，你知道电流表是根据什么原理测电流的吗？如图你知道电流表是根据什么原理测电流的吗？如图344所示，观察电流表的刻度盘，它的刻度是所示，观察电流表的刻度盘，它的刻度是均匀的吗？为什么？均匀的吗？为什么？提示：提示：电流在磁场里受安培力是均匀的因为由力矩平衡电流在磁场里受安培力是均匀的因为由力矩平衡知，线圈偏转角度与电流成正比知，线圈偏转角度与电流成正比2磁电式电流表中磁铁与铁芯之间的磁场是匀强磁场吗？磁电式电流表中磁铁与
6、铁芯之间的磁场是匀强磁场吗？提示：提示：不是不是图图344栏目栏目导引导引第三章第三章 磁磁 场场成功发现成功发现1装置：装置：磁电式电流表是在强蹄形磁铁的两极间有一个固定磁电式电流表是在强蹄形磁铁的两极间有一个固定的的_，铁芯外面套一个可以转动的，铁芯外面套一个可以转动的_，在，在铝框上绕有线圈铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指铝框上绕有线圈铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上，被测电流通过针线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上，被测电流通过两个弹簧流入线圈两个弹簧流入线圈圆柱形铁芯圆柱形铁芯铝框铝框栏目栏目导引导引第三章第三章 磁磁 场场2.原理：如图原
7、理：如图345所示，当电流通过线圈时，线圈上跟所示，当电流通过线圈时，线圈上跟铁芯轴线平行的两边受到铁芯轴线平行的两边受到_产生力矩，使线圈发生产生力矩，使线圈发生转动同时由于螺旋弹簧被扭转，产生一个阻碍线圈转动的转动同时由于螺旋弹簧被扭转，产生一个阻碍线圈转动的力矩，最终达到平衡线圈转动的角度由指针显示出来，根力矩，最终达到平衡线圈转动的角度由指针显示出来，根据指针偏转角度的据指针偏转角度的_，可以知道被测电流的强弱，可以知道被测电流的强弱图图345安培力安培力大小大小栏目栏目导引导引第三章第三章 磁磁 场场3电流表中磁铁与铁芯之间的磁场是均匀辐向分布的电流表中磁铁与铁芯之间的磁场是均匀辐向
8、分布的所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度该磁场并非位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度该磁场并非匀强磁场，但在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度匀强磁场，但在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B的大小是的大小是_的据安培力公式的据安培力公式FIlB知，安培力与知，安培力与I成成正比，指针的偏角正比，指针的偏角也与也与I成正比，所以，电流表的刻度是均成正比，所以，电流表的刻度是均匀的匀的相等相等栏目栏目导引导引第三章第三章 磁磁 场场要点探究要点探究讲练互动讲练互动安培力作用
9、下导体运动方向的判断安培力作用下导体运动方向的判断1判断导体在磁场中运动的基本思路判断导体在磁场中运动的基本思路不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁场来实不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁场来实现的，因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后现的，因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后结合左手定则准确判断导线所受安培力及其他力情况，然后结合左手定则准确判断导线所受安培力及其他力情况，然后进一步判断物体将要发生的运动进一步判断物体将要发生的运动栏目栏目导引导引第三章第三章 磁磁 场场2安培力作用下的物体运动方向的判断方法安培力作用下的物体运动方向的判断方法(1)
10、电流元受力分析法：把整段电流等效为很多段直线电流电流元受力分析法：把整段电流等效为很多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元受安培力的方向，从元，先用左手定则判断出每小段电流元受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定运动方向(2)特殊位置分析法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特特殊位置分析法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置殊位置(如转过如转过90)后，再判断所受安培力方向，从而确定后，再判断所受安培力方向，从而确定运动方向运动方向(3)等效分析法：环形电流可以等效成条形磁铁，条形磁铁等效分析法：环形电流可以等效成条
11、形磁铁，条形磁铁也可以等效成环形电流，通电螺线管可等效成很多的环形电也可以等效成环形电流，通电螺线管可等效成很多的环形电流来分析流来分析栏目栏目导引导引第三章第三章 磁磁 场场(4)推论分析法推论分析法两直线电流相互平行时无转动趋势两直线电流相互平行时无转动趋势,方向相同时相互吸引方向相同时相互吸引,方向相反时相互排斥方向相反时相互排斥两直线电流不平行时有转动到相互平行且电流方向相同的两直线电流不平行时有转动到相互平行且电流方向相同的趋势趋势. (5)转换研究对象法：因为电流之间、电流与磁体之间相互转换研究对象法：因为电流之间、电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，所以定性分析磁体在电流磁场
