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知识点总结
1. 安培力
1、安培力:
磁场中施加在载流导线上的力称为安培力。
说明: 磁场对载流导线中定向移动的电荷具有强大的影响。 磁场对这些定向移动的电荷的力的宏观表现是安培力。
2、安培力计算公式:F=θ(θ为I与B夹角);
当通电导线垂直于磁场方向,即θ=900时,此时安培力有最大值;
当通电导线与磁场方向平行时,即θ=00时,安培力有最小值,F=0N; 当00<B<900时,安培力F在0和最大值之间。
3、安培力公式的适用条件:
①公式F=BIL一般适用于均匀磁场中I⊥B的情况。 它仅近似适用于非均匀磁场(例如电流元件),但仍然适用于一些特殊情况。
如图所示,电流I1//I2,若I1的磁场在I2处的磁感应强度为B高中物理电流的磁场,则I1对I2的安培力F=BI2L,方向向左,同理,I2对I1的安培力向右,即同方向的电流相互吸引,相反方向的电流相互排斥。
②根据力相互作用原理,如果磁铁对载流导体施加力,那么载流导体就会对磁铁产生反作用力。 两根载流导线之间的磁场力也遵循牛顿第三定律。
2. 左手定则
1.用左手定则确定安培力的方向:伸出左手,使拇指与其他四指垂直并与手掌在同一平面,让磁感应线垂直穿过手掌手的四指指向电流方向。 ,那么手掌所在的平面与磁力线和导体所在的平面垂直,拇指所指的方向就是载流导体上的安培力的方向。
2、安培力F的方向与磁场方向垂直,与载流导线垂直,即F与BI所在平面垂直。 但B和I的方向不一定垂直。
3、安培力F、磁感应强度B与电流的关系1
①已知I、B的方向,即可唯一确定F的方向;
②当F、B方向已知,导线位置确定后,I的方向即可唯一确定;
③当F,1的方向已知时,磁感应强度B的方向不能唯一确定。
4、由于B、I、F之间的方向关系往往是在三维空间中,所以在解决这部分问题时,要具有良好的空间想象力,善于将三维图片转化为平面图便于分析,即画俯视图、剖面图、侧视图等。
定律方法一:安培力的性质及定律;
① 公式F=BIL中,L为导体的有效长度,即连接导体两端点的直线长度。 对应的电流方向沿着L从头到尾流动。如图中的A
:, B中:L/=d(直径)=2R(半径为R的半圆环)
②安培力的作用点是通电导体在磁场中的几何中心;
③安培力做功:做功的结果是将电能转化为其他形式的能量。
2、判断物体在安培力作用下的运动方向
(1)当前元素法:
即整个电流段相当于多段线性电流元件。 首先,利用左手定则确定施加在电流元件各段上的安培力的方向,从而确定整段电流上的合力的方向,最后确定运动方向。
(2)特殊位置法:
将电流或磁铁移动到便于分析的特殊位置,然后确定安培力的方向,从而确定运动方向。
(3) 等效方法:
环形电流和通电螺线管可以等效为条形磁铁,条形磁铁也可以等效为环形电流或通电螺线管,通电螺线管也可以等效为多匝环形电流进行分析。
(4) 使用结论法:
① 当两个电流平行时,没有旋转的趋势。 同方向的电流相互吸引,相反方向的电流相互排斥;
②当两个电流不平行时,它们往往旋转到彼此平行,电流方向相同。
(5)研究对象转换方法:
因为电流之间以及电流与磁铁之间的相互作用满足牛顿第三定律,这样,要定性分析磁铁在电流和磁场作用下如何运动,我们可以先分析电流在磁铁磁场中所施加的安培力。 ,然后利用牛顿第三定律确定当前作用在磁铁上的力,从而确定磁铁的合力和运动方向。
(6)分析带电导体在安培力作用下运动的一般步骤
①画出载流导线所在位置的磁力线方向和分布
② 用左手定则确定通电导线各段上的安培力。
③)根据初速度方向和牛顿定律确定导体的运动
(7)磁场对通电线圈的影响:
假如线圈的面积为S,线圈中的电流强度为I,磁场的感应强度为B高中物理电流的磁场,线圈平面与磁场的夹角为θ,则磁力的扭矩为线圈上的磁场为:M=θ。