磁场对运动电流的作用

1、 磁场对通电导体的作用第一部分：知识点讲解一、安培力1.安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力说明：磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用,磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力实验：注意条件IB时 A:判断受力大小(由偏角大小判断)改变I大小,偏角改变;I大小不变,改变垂直磁场的那部分导线长度;改变B大小.B:F安方向与I方向B方向关系：(改变I方向；改变B方向；同时改变I和B方向)F安方向：安培左手定则，F安作用点在导体棒中心。（通电的闭合导线框受安培力为零） I/B时， F安=0，该处并非不存在磁场。 I与B成夹角时，F=BILSin (为磁场方向与电流方向的夹角)。

2、有用结论：“同向电流相互吸引，反向电流相排斥”。不平行时有转运动到方向相同且相互靠近的趋势。2.安培力的计算公式：FBILsin（是I与B的夹角）； IB时，即900，此时安培力有最大值；公式：FBIL I/B时，即00，此时安培力有最小值，F=0; I与B成夹角时，00B900时，安培力F介于0和最大值之间.3.安培力公式的适用条件:公式FBIL一般适用于匀强磁场中IB的情况,对于非匀强磁场只是近似适用(如对电流元)但对某些特殊情况仍适用如图所示，电流I1/I2,如I1在I2处磁场的磁感应强度为B，则I1对I2的安培力FBI2L，方向向左， I1I2同 理I2对I1，安培力向右，即同向电流相

3、吸，异向电流相斥根据力的相互作用原理，如果是磁体对通电导体有力的作用，则通电导体对磁体有反作用力两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三定律二、左手定则1.安培力方向的判断左手定则：伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，并使四指指向电流方向，这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向2.安培力F的方向：F(B和I所在的平面)；即既与磁场方向垂直，又与通电导线垂直但B与I的方向不一定垂直3.安培力F、磁感应强度B、电流1三者的关系已知I,B的方向，可惟一确定F的方向；已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可惟一确定

4、I的方向；已知F,1的方向时，磁感应强度B的方向不能惟一确定4.由于B,I,F的方向关系常是在三维的立体空间，所以求解本部分问题时，应具有较好的空间想象力，要善于把立体图画变成易于分析的平面图，即画成俯视图，剖视图，侧视图等规律方法 1。安培力的性质和规律；公式F=BIL中L为导线的有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L由始端流向末端如图所示，甲中：，乙中：L/=d(直径）2R（半圆环且半径为R) 如图所示，弯曲的导线ACD的有效长度为l，等于两端点A、D所连直线的长度，安培力为：F = BIl安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心；安培力做功:做功的结果将电能转化成其它形

5、式的能2、安培力作用下物体的运动方向的判断(1)电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断整段电流所受合力方向，最后确定运动方向(2)特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向(3)等效法： 环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管，通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析(4)利用结论法：两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势(5)转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体

6、之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向(6)分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤：画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况用左手定则确定各段通电导线所受安培力)据初速方向结合牛顿定律确定导体运动情况(7)磁场对通电线圈的作用：若线圈面积为S，线圈中的电流强度为I，所在磁场的磁感应强度为B，线圈平面跟磁场的夹角为，则线圈所受磁场的力矩为：M=BIScos第二部分：经典例题讲解一安培力大小和方向基础考察1关于通电导线所受安培力F的方向，

7、磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是()AF、B、I三者必须保持相互垂直BF必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直CB必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 DI必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直2通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab边与MN平行关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是()A线框有两条边所受的安培力方向相同B线框有两条边所受的安培力大小相等C线框所受的安培力的合力方向向左D线框所受的安培力的合力方向向右3在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线（ ） A受到竖直向上的安培力 B受到竖直向下的

8、安培力 C受到由南向北的安培力 D受到由西向东的安培力4.关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是 ( )A.安培力的方向就是该处的磁场方向 B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大5. 一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90的过程中，导线所受的安培力 （ ） A大小不变，方向也不变 B大小由零渐增大，方向随时改变C大小由零渐增大，方向不变 D大小由最大渐减小到零，方向不

9、变6在匀强磁场中，有一段5的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B= T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T，导线受到的安培力F= N。二有效长度的考察1.如下图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力FA_FB_FC_FD_FE_2.如图所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为（ ）ABIL BBIdcos CBId/sin DBIdsin3.如

10、图所示，在垂直纸 面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线abc，且ab=bc=L0，通有电流I，磁场的磁感应强度为B，若要使该导线静止不动，在b点应该施加一个力F0，则F0的方向为_；B的大小为_.三自由通电导线在磁场中的运动第4题1如图所示，长直导线通电为I1，通过通以电流I2环的中心且垂直环平面，当通以图示方向的电流I1、I2时，环所受安培力( )A沿半径方向向里 B沿半径方向向外C等于零D水平向左 E.水平向右2如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用

11、力的方向是( )A水平向左B水平向右C竖直向下D竖直向上3如图所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是(从上往下看)( )A顺时针方向转动，同时下降 B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降 D逆时针方向转动，同时上升SN4把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面内。当线圈通以图示方向的电流时线圈将( )A发生转动，同时靠近磁铁B发生转动，同时远离磁铁C不发生转动，只靠近磁铁D不发生转动，只远离磁铁5两个相同的轻质铝环能在一个光滑的绝缘圆柱体上自由移动，设大小不同的电流按如图所

12、示的方向通入两铝环，则两环的运动情况是( )A都绕圆柱体转动 B彼此相向运动，且具有大小相等的加速度C彼此相向运动，电流大的加速度大D彼此背向运动，电流大的加速度大6一根用导线绕制的螺线管，水平放置，在通电的瞬间，可能发生的情况是( )A伸长B缩短C弯曲D转动7如图所示，在匀强磁场中有一矩形线圈，它的平面与磁场平行，在磁场作用下发生转动，转动方向是 Aab边转向纸外，cd边转向纸内Bab边转向纸内，cd边转向纸外Cad边转向纸内，cd边转向纸外Dad边转向纸外，cd边转向纸内8如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳定电流的矩形线abcd，可绕其中心轴 转动，则在转动过程中( 

13、60; )Aab和cd两边始终无磁场力作用。Bab和cd两边所受磁场力大小和方向在转动过程中不断变化C线圈在磁场力作用下转动过程中合力始终不为零Dab、cd两边受到和磁场力的大小和方向在转动过程中始终保持不变9如下面六幅图所示，通有电流的导体A可以自由运动，判断导线A受安培力的情况及在安培力作用下导线将如何运动。10.两条导线互相垂直，如图所示，但相隔一段较小的距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将 （ ） A.逆时针方向转动，同时靠近导线AB B.顺时针方向转动，同时靠近导线ABC.逆时针方向转动，同时离开导线AB D.顺时针方向转动

14、，同时离开导线AB四通电导体在安培力下的平衡1如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的大小和方向可以是AB=mgtan/IL，方向垂直斜面向下BB=mgtanIL，方向竖直向下CB=mgIL，方向水平向左DB=mgcos/IL，方向水平向2质量为m ，长为L的的金属棒ab用两根细金属丝悬挂在绝缘架MN下面，整个装置处在竖直方向的匀强磁场中，当金属棒通以由a向b的电流I后，将离开原位置向前偏转角而重新平衡，如图。求磁感应强度B的方向和大小。3如图所示，电源电动势为E=2V，内阻r=0.5

15、，竖直导轨电阻可以忽略不计，金属棒的质量m=0.1kg，电阻R=0.5，有效长度为0.2m，靠在导轨的外面，它与导轨间的最大静摩擦力是其之间正压力的0.5倍。为使金属棒静止，我们施一与纸面夹角为37°且与金属棒垂直向里的匀强磁场，求：(1)磁场是斜向上还是斜向下？(2)B的范围是多少？4如右图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L0.5 m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B2 T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m1 kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G =3 N的物块相连已知ab棒与导轨间的动摩擦因数0.2，电源的电动势E10 V、内阻r0.1 ，导轨的电阻及

16、ab棒的电阻均不计要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？(g取10 m/s2)第三部分： 课堂练习一、选择题1、如图所示，长为2l的直导线拆成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，当在该导线中通以大小为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为（      ）A0          B0.5BIl       

17、60;            CBIl          D2Bil3、有两根长直导线a、b互相平行放置，图所示为垂直于导线的截面图。在图示的平面内，O点为两根导线连线ab的中点，M、N为ab的中垂线上的两点，它们与ab的距离相等。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流，已知直线电流产生的磁场在某点的磁感应强度B的大小跟该点到通电导线的距离r成反比。则关于线段M N上各点的磁感应强度的说法中正确的是&#

18、160;（      ）   A. M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相同B. M点和N点的磁感应强度大小相等，方向相反C.在线段M N上各点的磁感应强度都不可能为零D.若在N点放一小磁针,静止时其北极沿ON指向O点4、某同学画的表示磁场B、电流I和安培力F的相互关系如图所示，其中正确的是（    ）5、如图所示，A为电磁铁，B为铁芯，C为套在铁芯B上的绝缘磁环。现将A、B、C放置在天平的左盘上，当A中通有电流I时，C悬停在空中，天平保持平衡。当增大A中电流时，绝缘磁环C将向上运动。在绝缘磁环

19、C上升到最高点的过程中，若不考虑摩擦及空气阻力，则下列描述正确的是（       ）A.天平仍保持平衡              B.天平左盘先下降后上升C.天平左盘先上升后下降        D.天平左盘一直下降至最低点6、在赤道上某处有一支避雷针当带有负电的乌云经过避雷针上方时，避雷针开始放电形成瞬间电流，则地磁场

20、对避雷针的作用力的方向为（      ）                 A正东     B正西       C正南       D正北        

21、0;  7、对磁感应强度的定义式的理解，下列说法正确的是（      ）A磁感应强度B跟磁场力F成正比，跟电流强度I和导线长度L的乘积成反比B公式表明，磁感应强度B的方向与通电导体的受力F的方向相同2C磁感应强度B是由磁场本身决定的，不随F、I及L的变化而变化D如果通电导体在磁场中某处受到的磁场力F等于0，则该处的磁感应强度也等于0 8、如图2所示，矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，直导线中的电流方向由M到N，导线框的ab边与直导线平行。若直导线中的电流增大，导线框中将产生感应电流，导线框会受到安培力的作用，则以下

22、关于导线框受到的安培力的判断正确的是 （      ）A导线框有两条边所受安培力的方向相同B导线框有两条边所受安培力的大小相同C导线框所受的安培力的合力向左D导线框所受的安培力的合力向右9、如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内。每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用。关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是 (      )（A）导线a所

23、受安培力的合力方向向右   （B）导线c所受安培力的合力方向向右（C）导线c所受安培力的合力方向向左（D）导线b所受安培力的合力方向向左10、如图3所示，电流从A点分两路通过对称的半圆支路汇合于B点，在圆环中心O处的磁感应强度为(   ).A.最大，垂直纸面向外 B.最大，垂直纸而向里C.零 D.无法确定11、如图所示，电源与竖直放置的光滑导轨相连，一金属导体棒靠在导轨外面，为使金属棒不动，我们在导轨所在空间内加磁场，则此磁场的方向可能是（    ）A垂直于导轨所在平面指向纸内 B垂直于导轨所在平面指向纸外C平行于导轨所在平

24、面向右 D与导轨所在平面成60°角斜向下方，指向纸内12、如图所示，纸面内有一通电导线，要使该导线受到沿纸面向右的安培力，则磁场的方向可能为 （    ）A垂直于导线向右 B与纸面成一定角度（不等于零）向里C与纸面成一定角度（不等于零）向外 D垂直于纸面向外13、如图所示，在同一平面上有a、b、c三根等间距平行放置的长直导线，依次载有电流强度为1 A、2 A、3 A的电流，电流方向如图，则（    ） A导线a所受的安培力方向向左 B导线b所受的安培力方向向右 C导线c所受的安培力方向

25、向右 D由于不能判断导线c所在位置的磁场方向，所以导线c受的安培力方向也不能判断14、如图所示，有一固定在水平地面上的倾角为的光滑斜面，有一根水平放在斜面上的导体棒，长为L，质量为m，通有垂直纸面向外的电流I。空间中存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。现在释放导体棒，设导体棒受到斜面的支持力为N，则关于导体棒的受力分析一定正确的是（重力加速度为g）A.mgsinBIL B.mgtanBIL C.mgcosNBILsin D.NsinBIL15、下列关于磁感应强度的说法中正确的是 （     ）A通电导线受安培力大的地方磁感应强度一

26、定大B磁感线的指向就是磁感应强度减小的方向C放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同D磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线受力的大小和方向无关 16、一小段通电直导线长1cm，电流强度为5A，把它放入磁场中某点时所受磁场力大小为01N，则该点的磁感强度为（    ）    AB2T； BB2T；  C、B2T ；D以上三种情况均有可能 17、一根又大又松弛的导体线圈管竖立放置,通电后线圈将会是（    ）A.上下压缩,左右膨胀    &

27、#160;        B.上下压缩,左右压缩C.上下膨胀,左右膨胀             D.上下膨胀,左右压缩 18、根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置-电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中正确的是A.要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自M向N的电流B. 要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自N向M的电流C.要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流或磁感应强度D.使电流和

28、磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向 19、一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图4所示匀强磁场中，此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力欲使悬线中拉力为零，可采用的方法有A适当增大电流，方向不变 B适当减小电流，并使它反向C电流大小、方向不变，适当增强磁场D使原电流反向，并适当减弱磁场    图4 20、如图所示，有一长直导线放在A位置，在其正上方有另一长直导线放在B位置，导线都通以垂直纸面向里的恒定电流，现将导线从B位置移动到C位置，已知导线A始终静止，则导线在C点稳定后和原来在B位置相比较（    ）A导线A受到

29、的安培力方向始终向下 B导线A对桌面的压力减小 C导线A对桌面的摩擦力始终为零 D导线A对桌面的摩擦力增加21、关于磁感应强度的概念，以下说法中正确的有  ()A电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度B一定等于B电流元IL在磁场中受力为F，则磁感应强度可能大于或等于C磁场中电流元受力大的地方，磁感应强度一定大D磁场中某点磁感应强度的方向，与电流元在此点的受力方向相同 22、 如图所示，两根长通电导线M、N中通有同方向等大小的电流，一闭合线框abcd位于两平行通电导线所在平面上，并可自由运动，线框两侧与导线平行且等距，当线框中通有图示方向电流时，该线框将（

30、60; ）Aab边向里，cd边向外转动      Bab边向外，cd边向里转动C线框向左平动，靠近导线M     D线框向右平动，靠近导线N23、关于磁感应强度的说法中，正确的是 (     )   A一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度一定为零B一小段通电导体在磁场中某处受到的磁场力越小，说明该处的磁感应强度越小C磁场中某点的磁感应强度方向，就是放在该点的一小段通电导体所受磁场力方向D磁场中某点的磁感应强度的大小和方向与放在该点的通电导线所受磁场力无关