4.3学习磁场对电流的作用（课件）-《电工技术基础与技能》同步教学（苏教版）

模块4 磁场 任务一 任务二 任务八 任务四 任务三 任务七 认识磁场 认识自感现象 学习磁路定律 认识电磁感应现象 认识静电屏蔽和磁屏蔽 认识铁磁材料 任务五 任务六 认识互感现象 学习磁场对电流的作用 本模块学习内容 学习目标 任务描述 任务分析 知识链接 任务三 学习磁场对电流的作用 磁场对运动电荷的作用 磁场对载流矩形线圈的作用 磁场对载流导体的作用 霍尔效应 任务三学习重点 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 学习目标 ● 掌握磁场对运动电荷作用力大小的计算和方向的判断方法。 ● 掌握磁场对通电直导体作用力的大小和判断方法。 ● 理解通电线圈在磁场中的受力情况，了解霍尔效应。 任务三 学习磁场对电流的作用 任务描述 任务分析 ● 实际生产中，电动机是不可缺少的拖动设备。 给直流电动机的线圈通入直流电，它就会转动起 来，这是为什么呢？ ● 原来磁场对处于其中的载流导体和通电线圈都会产 生力的作用。当导体中的电流方向一定时，磁场对其 产生的作用力方向如何呢？产生的作用力的大小如何 求解呢？在什么情况下，磁场对其产生的作用力最大 呢？磁场对电流的作用有什么实际意义？通过本任务 的学习，我们将找到上述问题的答案。 任务三 学习磁场对电流的作用 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 知识链接 一、磁场对运动电荷的作用 与磁力线不平行运动的电荷会受到磁场的作用力，这个 力叫做洛仑兹力。在均匀磁场中，当电荷的运动方向与磁 场方向垂直时，洛仑兹力F的大小与磁感应强度B、电荷的 运动速度v及电荷量q成正比，即 F=Bqv 上式中　B——均匀磁场的磁感应强度，单位为特（T）； 　　　　q——电量，单位为库仑（C）； v——电荷的运动速度，单位为米 / 秒（m/s）； 　　　　 F——洛仑兹力，单位为牛顿，简称牛（N）。 任务三 学习磁场对电流的作用 知识链接 洛仑兹力的方向用左手定则确定：伸出左手，使拇指与 其余四指垂直，让磁力线垂直穿过手心，四指指向正电荷 的运动方向，则拇指所指的方向就是洛仑兹力的方向。 电荷的运动方向与磁场方向成角，如图2-17所示，电 荷受到的洛仑兹力的大小为 F=Bqvsin 由上式可知，当v=0时，F=0，说明 磁场对静止电荷没有力的作用；当=0° 或180°时，F=0，说明磁场对沿磁场 方向运动的电荷没有力的作用； 任务三 学习磁场对电流的作用 知识链接 当=90°时，F=Bqv，说明磁场对垂直于磁场方向运 动的电荷作用力最大。 例2.1 在一水平由南指向北的均匀磁场中，有一电荷量 为q=1.6×10 C的正电荷，以速度v=3×10 m/s沿竖直向 下的方向运动，若B=1.0T，那么该电荷所受的洛仑兹力的 大小和方向如何？ 解：由于电荷的运动方向与磁场方向垂直，所以磁场对电 荷的作用力最大，即 F=Bqv =1.0×1.6×10 ×3×10N =4.8×10 N，根据左手定则判定洛仑兹力的方向指向东。 任务三 学习磁场对电流的作用 知识链接 二、磁场对载流导体的作用 载流导体在磁场中所受的力称为电磁 力。如图2-18所示，在均匀磁场中，电 磁力的大小F与磁感应强度B、导体中的 电流 I、磁场中导体的有效长度l及电流方向和磁力线的夹 角的正弦sin成正比，即 F=BIlsin 上式中　B——均匀磁场的磁感应强度，单位为特（T）； I—— 导体中的电流，单位为安（A）； 　　　　 l—— 导体的长度，单位为米（m）； 任务三 学习磁场对电流的作用 知识链接 ——载流直导体与磁力线的夹角，单位为度（°）； 　 F——电磁力，单位为牛（N）。 上式表明： 1、当电流I的方向与磁感应强度B 垂直时，即=90°时， 直导体受电磁力最大，即F=BIl； 2、当电流I的方向与磁感应强度B平行时，即=0°时，直 导体不受电磁力作用，即F=0。 电磁力的方向可用左手定则判断：如图2-19 所示，伸出左手，使拇指与其余四指垂直放在 任务三 学习磁场对电流的作用 知识链接 一个平面内，让磁力线垂直穿过手心，四指指向电流方向，则拇指所指的方向即为通电导体的受力方向。 例2.2 在如图2-20所示，在均匀磁场中 放一长为1m、电流为10A的载流直导体， 它与磁感应强度的方向成=30°角，若 这根导体所受的电磁力为3N，试求磁感应强度以及=90° 时导体受到的电磁力。 解：由公式F=BIlsin可得： 任务三 学习磁场对电流的作用 知识链接 根据左手定则判定出导体受