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知識點總結
1. 安培力
1、安培力:
磁場中施加在載流導線上的力稱為安培力。
說明: 磁場對載流導線中定向移動的電荷具有強大的影響。 磁場對這些定向移動的電荷的力的宏觀表現是安培力。
2、安培力計算公式:F=θ(θ為I與B夾角);
當通電導線垂直于磁場方向,即θ=900時,此時安培力有最大值;
當通電導線與磁場方向平行時,即θ=00時,安培力有最小值,F=0N; 當00<B<900時,安培力F在0和最大值之間。
3、安培力公式的適用條件:
①公式F=BIL一般適用于均勻磁場中I⊥B的情況。 它僅近似適用于非均勻磁場(例如電流元件),但仍然適用于一些特殊情況。
如圖所示,電流I1//I2,若I1的磁場在I2處的磁感應強度為B高中物理電流的磁場,則I1對I2的安培力F=BI2L,方向向左,同理,I2對I1的安培力向右,即同方向的電流相互吸引,相反方向的電流相互排斥。
②根據力相互作用原理,如果磁鐵對載流導體施加力,那么載流導體就會對磁鐵產生反作用力。 兩根載流導線之間的磁場力也遵循牛頓第三定律。
2. 左手定則
1.用左手定則確定安培力的方向:伸出左手,使拇指與其他四指垂直并與手掌在同一平面,讓磁感應線垂直穿過手掌手的四指指向電流方向。 ,那么手掌所在的平面與磁力線和導體所在的平面垂直,拇指所指的方向就是載流導體上的安培力的方向。
2、安培力F的方向與磁場方向垂直,與載流導線垂直,即F與BI所在平面垂直。 但B和I的方向不一定垂直。
3、安培力F、磁感應強度B與電流的關系1
①已知I、B的方向,即可唯一確定F的方向;
②當F、B方向已知,導線位置確定后,I的方向即可唯一確定;
③當F,1的方向已知時,磁感應強度B的方向不能唯一確定。
4、由于B、I、F之間的方向關系往往是在三維空間中,所以在解決這部分問題時,要具有良好的空間想象力,善于將三維圖片轉化為平面圖便于分析,即畫俯視圖、剖面圖、側視圖等。
定律方法一:安培力的性質及定律;
① 公式F=BIL中,L為導體的有效長度,即連接導體兩端點的直線長度。 對應的電流方向沿著L從頭到尾流動。如圖中的A
:, B中:L/=d(直徑)=2R(半徑為R的半圓環)
②安培力的作用點是通電導體在磁場中的幾何中心;
③安培力做功:做功的結果是將電能轉化為其他形式的能量。
2、判斷物體在安培力作用下的運動方向
(1)當前元素法:
即整個電流段相當于多段線性電流元件。 首先,利用左手定則確定施加在電流元件各段上的安培力的方向,從而確定整段電流上的合力的方向,最后確定運動方向。
(2)特殊位置法:
將電流或磁鐵移動到便于分析的特殊位置,然后確定安培力的方向,從而確定運動方向。
(3) 等效方法:
環形電流和通電螺線管可以等效為條形磁鐵,條形磁鐵也可以等效為環形電流或通電螺線管,通電螺線管也可以等效為多匝環形電流進行分析。
(4) 使用結論法:
① 當兩個電流平行時,沒有旋轉的趨勢。 同方向的電流相互吸引,相反方向的電流相互排斥;
②當兩個電流不平行時,它們往往旋轉到彼此平行,電流方向相同。
(5)研究對象轉換方法:
因為電流之間以及電流與磁鐵之間的相互作用滿足牛頓第三定律,這樣,要定性分析磁鐵在電流和磁場作用下如何運動,我們可以先分析電流在磁鐵磁場中所施加的安培力。 ,然后利用牛頓第三定律確定當前作用在磁鐵上的力,從而確定磁鐵的合力和運動方向。
(6)分析帶電導體在安培力作用下運動的一般步驟
①畫出載流導線所在位置的磁力線方向和分布
② 用左手定則確定通電導線各段上的安培力。
③)根據初速度方向和牛頓定律確定導體的運動
(7)磁場對通電線圈的影響:
假如線圈的面積為S,線圈中的電流強度為I,磁場的感應強度為B高中物理電流的磁場,線圈平面與磁場的夾角為θ,則磁力的扭矩為線圈上的磁場為:M=θ。