201x201x高中物理3.4安培力的應用粵教版選修

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1、整理課件第四節安培力的應用第四節安培力的應用整理課件知識解惑知識解惑整理課件知識點一知識點一 電磁炮一安培力作用下的平動電磁炮一安培力作用下的平動1電磁炮如圖所示電磁炮如圖所示2原理：發射軌道處在很強的磁場中，當通過導軌原理：發射軌道處在很強的磁場中，當通過導軌的強大電流通過炮彈支架時，炮彈將受到很大的安的強大電流通過炮彈支架時，炮彈將受到很大的安培力而迅速加速，并以某一速度飛出培力而迅速加速，并以某一速度飛出整理課件知識點二知識點二 直流電動機一在安培力作用下的轉動直流電動機一在安培力作用下的轉動1基本結構基本結構如圖所示為直流電動機模型圖如圖所示為直流電動機模型圖整理課件它由定子和轉子兩部

2、分組成：它由定子和轉子兩部分組成：定子：主要部分是磁極定子：主要部分是磁極轉子：由電樞繞組轉子：由電樞繞組(線圈線圈)、換向器、換向器(兩個銅半環兩個銅半環)和轉和轉軸組成軸組成2工作原理工作原理直流電動機是利用線圈在磁場中受力轉動的原理制成直流電動機是利用線圈在磁場中受力轉動的原理制成的它把電能轉化為機械能給矩形線圈通電后，線的它把電能轉化為機械能給矩形線圈通電后，線圈便在磁力矩作用下繞軸轉動圈便在磁力矩作用下繞軸轉動3直流電動機的起動力矩大，容易調整，廣泛應用在直流電動機的起動力矩大，容易調整，廣泛應用在電車、電力機車、礦井提升機等起重設備中電車、電力機車、礦井提升機等起重設備中整理課件知

3、識點三知識點三 磁電式電流表磁電式電流表1電流表是測定電流強弱和方向的電學儀電流表是測定電流強弱和方向的電學儀2實驗室經常使用的電流表是磁電式儀表，其構造是：實驗室經常使用的電流表是磁電式儀表，其構造是：在一個磁性很強的蹄形永久磁鐵的兩極間有一個固定的在一個磁性很強的蹄形永久磁鐵的兩極間有一個固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個可以繞軸轉動的鋁框，圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個可以繞軸轉動的鋁框，上面繞有線圈它的轉軸上裝有兩個螺旋彈簧和一個指上面繞有線圈它的轉軸上裝有兩個螺旋彈簧和一個指針線圈的兩端分別接在這兩個螺旋彈簧上如圖所針線圈的兩端分別接在這兩個螺旋彈簧上如圖所示示整理課件3蹄形磁鐵的鐵芯

4、間的磁場是均勻輻射分布的，蹄形磁鐵的鐵芯間的磁場是均勻輻射分布的，不管通電線圈轉到什么角度，它的平面都跟磁感線不管通電線圈轉到什么角度，它的平面都跟磁感線平行如下圖所示平行如下圖所示整理課件4磁場對電流的作用力跟電流成正比，因而線圈中磁場對電流的作用力跟電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產生的力矩也越大，線圈和指的電流越大，安培力產生的力矩也越大，線圈和指針偏轉的角度也就越大因此，根據指針偏轉角度針偏轉的角度也就越大因此，根據指針偏轉角度的大小，可以知道被測電流的強弱的大小，可以知道被測電流的強弱5電流表的特點電流表的特點表盤的刻度均勻，表盤的刻度均勻，I.靈敏度高，但負載能力差靈敏度高

5、，但負載能力差滿偏電流滿偏電流Ig，內阻，內阻Rg反映了電流表的最主要特反映了電流表的最主要特性性整理課件典型問題精典型問題精釋釋整理課件題型一題型一 安培力作用下的平動安培力作用下的平動 一一 電磁炮電磁炮例例1電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖所示，利用這種裝置可以把質量為如圖所示，利用這種裝置可以把質量為2.0 g的彈的彈體體(包括金屬桿包括金屬桿EF的質量的質量)加速到加速到6 km/s.若這種裝若這種裝置的軌道寬置的軌道寬2 m，長為，長為100 m，通過的電流為，通過的電流為10 A，則軌道間所加勻強磁場的磁感應強度為則軌道間所加勻強磁場的

6、磁感應強度為_T，磁場力的最大功率，磁場力的最大功率P_W(軌道摩擦不計軌道摩擦不計)整理課件解析：解析：這是一道力電綜合題這是一道力電綜合題，考查安培力、動力學、考查安培力、動力學、瞬時功率的計算瞬時功率的計算由運動學公式由運動學公式2asv2，代入已知數值得：彈體運動的代入已知數值得：彈體運動的加速度加速度a1.8105 m/s2，根據牛頓第二定律知：根據牛頓第二定律知：BILma，可解得磁感應強度可解得磁感應強度B18 T，磁場力的最大功率磁場力的最大功率PFvBILv2.16106 W.答案：答案：182.16106整理課件變式訓練變式訓練1(多選多選)從從20世紀世紀70年代開始年代

7、開始，一些西方國家和軍事一些西方國家和軍事大國紛紛進行電磁炮的研究和發展大國紛紛進行電磁炮的研究和發展.2006年年8月月，中國中國軍方在內蒙古炮兵靶場對超高速電磁炮進行了首次實軍方在內蒙古炮兵靶場對超高速電磁炮進行了首次實驗驗，實驗獲得圓滿成功電磁炮是一種新型的炮彈發實驗獲得圓滿成功電磁炮是一種新型的炮彈發射裝置射裝置，根據磁場對電流會產生作用力的原理如圖根據磁場對電流會產生作用力的原理如圖所示所示，下列結論中正確的是下列結論中正確的是(AB)A要使炮彈沿導軌向右發射要使炮彈沿導軌向右發射，必須通以自必須通以自M向向N的電的電流流B要想提高炮彈的發射速度要想提高炮彈的發射速度，可適當增大電流

8、可適當增大電流C要想提高炮彈的發射速度要想提高炮彈的發射速度，可適當減少磁感應強可適當減少磁感應強度度D使電流和磁感應強度的方向同時反向使電流和磁感應強度的方向同時反向，炮彈的發，炮彈的發射方向亦將隨之反向射方向亦將隨之反向整理課件題型二題型二 安培力作用下的轉動一直流電動機安培力作用下的轉動一直流電動機例例2 如下圖所示，電動機模型的矩形線圈長如下圖所示，電動機模型的矩形線圈長邊的長為邊的長為5 cm，共，共20匝，通入匝，通入1 A電流，磁場的電流，磁場的磁感應強度是磁感應強度是0.5 T(當作勻強磁場考慮當作勻強磁場考慮)，線圈，線圈長邊一側受到的最大安培力是多少？如果通入長邊一側受到的

9、最大安培力是多少？如果通入2 A的電流呢？的電流呢？整理課件解析：解析：通入通入1 A電流時電流時，線圈長邊一側受到的最大線圈長邊一側受到的最大安培力：安培力：F1nI1lB2010.050.5 N0.5 N，通入通入2 A電流時電流時，受到的最大安培力：受到的最大安培力：F2nI2lB2020.050.5 N1 N.答案：答案：0.5 N1 N整理課件變式訓練變式訓練2為了保證直流電動機朝一個方向轉動為了保證直流電動機朝一個方向轉動，能自動完成這能自動完成這一任務的是一任務的是(D)A繼電器繼電器B電刷電刷C變阻器變阻器 D換向器換向器整理課件題型三題型三 磁電式電流表磁電式電流表例例3如下

10、圖甲所示是磁電式電流表的結構圖，下如下圖甲所示是磁電式電流表的結構圖，下圖乙是磁極間的磁場分布圖，以下選項中正確的圖乙是磁極間的磁場分布圖，以下選項中正確的是是()整理課件指針穩定后，線圈受到螺旋彈簧的力矩與線圈受指針穩定后，線圈受到螺旋彈簧的力矩與線圈受到的磁力矩方向是相反的到的磁力矩方向是相反的通電線圈中的電流越大，電流表指針偏轉的角度通電線圈中的電流越大，電流表指針偏轉的角度也越大也越大在線圈轉動的范圍內，各處的磁場都是勻強磁場在線圈轉動的范圍內，各處的磁場都是勻強磁場在線圈轉動的范圍內，線圈所受磁力矩與電流有在線圈轉動的范圍內，線圈所受磁力矩與電流有關，而與所處位置無關關，而與所處位置

11、無關ABCD整理課件解析：解析：輻射狀磁場保證了線圈轉動到任何位置輻射狀磁場保證了線圈轉動到任何位置，其轉其轉動力矩都不受動力矩都不受B和轉動角度的影響和轉動角度的影響，而只與電流強度而只與電流強度有關當阻礙線圈轉動的力矩增大到與安培力產生的有關當阻礙線圈轉動的力矩增大到與安培力產生的使線圈轉動的力矩平衡時使線圈轉動的力矩平衡時，線圈停止轉動線圈停止轉動，即兩力矩即兩力矩大小相等、方向相反大小相等、方向相反，故正確故正確，磁電式電流表蹄形磁電式電流表蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻輻向分布的，不管線圈轉不管線圈轉到什么角度到什么角度，它的平面都跟磁感線平行它的平面

12、都跟磁感線平行，均勻輻向分均勻輻向分布的磁場特點是大小相等、方向不同布的磁場特點是大小相等、方向不同，故，故錯誤錯誤，正確電流越大正確電流越大，電流表指針偏轉的角度也越大電流表指針偏轉的角度也越大，故故正確故正確故C正確正確答案：答案：C整理課件變式訓練變式訓練3(多選多選)關于磁電式電流表內的磁鐵和鐵芯之間的關于磁電式電流表內的磁鐵和鐵芯之間的均勻輻向分布的磁場下列說法中正確的是均勻輻向分布的磁場下列說法中正確的是(AD)A該磁場的磁感應強度大小處處相等該磁場的磁感應強度大小處處相等，方向不同方向不同B該磁場的磁感應強度的方向處處相同該磁場的磁感應強度的方向處處相同，大小不大小不同同C使線圈平面始終與磁感線垂直使線圈平面始終與磁感線垂直D線圈所處位置的磁感應強度大小都相等線圈所處位置的磁感應強度大小都相等