單元主題:電流與磁場的交互作用 【第 2-3 節】
磁場間的交互作用 1.磁場間的交互作用:
(1)二磁鐵間: 同名極 異名極
(2)在磁場中的載流導線:
當磁鐵以某角度靠近載流導線時,導線會擺動 顯示導線受到 的作用。
切斷導線電流時,導線 。
導線在磁場中的交互作用 1.載流導線在磁場中的交互作用:
(1)討論:圖中載流導線甲、乙、丙、丁,電流大小 I,若分別置放於永久磁場中:
導線的受力情形受導線電流方向 I 與磁場方向 B 的夾角而決定
I B:導線 平行時,所受磁力為 。
I B:導線 。 其中以 I ^ B 二者垂直時,所受磁力 。 (所受磁力方向:以 判斷之)
(2)右手開掌定則:
適用時機:用於 I 方向與 B 方向 時之導線:
方法:右手掌伸直
大拇指,指向導線上電流 I 方向(張開與四指垂直)
四指,指向磁場 B 方向
掌心,指向為導線的受力 F 方向。
2.實例討論:
(1)討論一:直流電動機會向順時針轉?還是逆時針轉呢?
I B:導線 段與 段,不受力。
I B:導線 段與 段,受力。
且 I ^ B,以「右手開掌定則 」判斷受力方向。
導線 段:受力向 。
導線 段:受力向 。 合力矩方向: 。 亦可以「同極相斥、異極相吸」判斷
(2)討論二:粒子進入磁場中的受力
粒子由甲、乙、丙、丁四個方向射入垂直磁場中,其受力如何偏向:
映像管原理:利用電磁鐵產生不同強度與方向的磁 場。將電子槍射出的高速電子束產生水平方向與上下 方向的偏移。使電子束能不斷的掃描塗有螢光物質的 螢幕上各點而顯示出影像。
極光:
粒子電性 甲方向
進入 乙方向
進入 丙方向
進入 丁方向 進入 正電
負電 不帶電
甲 乙
甲 乙
中的氣體原子碰撞放電,於是產生炫麗的極光。
電子在磁場中的偏向:略,請參見簡報檔 (3)討論三:載流平行同向導線間的受力
若甲、乙 兩長直導線載有同向的電流,其電流方向均為由南向北 二載流導線,同向電流時,二導線會互相 。
先標自己I 的方向,再把他人B 的方向畫入,然後觀察掌面方向 F
(4)討論四:載流平行反向導線間的受力
若甲、乙 兩長直導線載有反向的電流,其電流方向為南北向 二載流導線,反向電流時,二導線會互相 。
先標自己I 的方向,再把他人B 的方向畫入,然後觀察掌面方向 F
範例解說
1.( )如圖所示,一直導線懸於兩磁極中間,其長度方向與磁場方向垂直。當導線上通 有
由南向北的電流,如圖所示,則導線受到磁場的作用,所受磁力的方向為何?
(A)向西 (B)向東 (C)向上 (D)向下。
2.( )如圖所示,在赤道的正上方有一電子垂直地面入射,若赤道的地球磁場是呈水平;
則此電子因受到地磁作用而發生偏轉時,其落點應該接近何處?
(A)a (B) b (C)c (D)d。
3.( )在一根無限長之導線旁邊放置一矩形線圈,二者均通以電流 I,如圖所示,則線圈 受力的方向為何?(A)向左 (B)向右 (C)向上 (D)向下。
4.馬達裝置如圖,回答下列問題:
( )當通電流時,CD 導線受磁場影響後的受力方向為何?
(A)向上 (B)向下 (C)向左 (D)向右。
( )關於此馬達的敘述,下列何者錯誤?
(A)線圈受合力矩方向為順時針(B)線圈受合力=0
(C)集電環會與線圈一起轉動(D)導線CB 的電流與外部磁場平行,不受力。
5.( )水平擺放一矩形的銅線 abcd,在迴路中央放置一金屬棒PQ,
接
一電池後,均通有電流。金屬棒PQ受到bc、da的電流所產生 的磁場作用,所受的磁力為何?
(A)方向向右 (B)方向向左 (C)方向向上 (D)合力為 零。
6.如圖所示,一電流 I1 由上而下,其東西兩側各懸掛兩條導線L2、L3,L2 通以由西向東
的電流 I2、L3 通以由北向南的電流I3,則:
導線 L2受到電流 I1 產生的磁場作用,其受力方向? 。
導線 L3 受到電流I1 產生的磁場作用,其受力方向? 。
課程結束……