3-134磁场对通电导线的作用力

1、安培力安培力磁场对通电导线的作用力磁场对通电导线的作用力1 1、改变导线中电流的方向，、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。观察受力方向是否改变。磁场对通磁场对通电导线电导线( (或电流或电流) )的作用力称为安培力的作用力称为安培力一、安培力的方向一、安培力的方向2 2、上下交互磁场的位置以改变磁、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化场的方向，观察受力方向是否变化猜测猜测:哪些因素会影响哪些因素会影响导线受力的方向导线受力的方向电流的方向和磁场的方向电流的方向和磁场的方向伸开左手，使拇指与四指在同一平面内伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线并跟

2、四指垂直，让磁感线手心，四指指向手心，四指指向电流的流向，这时拇指所指的就是通电导体所受安电流的流向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。培力的方向。 安培力的方向1.1.电流与磁场方向不一定垂直；电流与磁场方向不一定垂直；2.2.安培力的方向既垂直于电流方安培力的方向既垂直于电流方向又垂直于磁场方向，即安培力向又垂直于磁场方向，即安培力垂直电流和磁场所确定的平面垂直电流和磁场所确定的平面 定则中三个方向两两垂直FIBFIBBBIFBI3 0FFIIIBBB画出图中第三个量的方向。画出图中第三个量的方向。 问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间

3、会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验你的预测。你的预测。电流方向相同时，将会吸引电流方向相同时，将会吸引; ;电流方向相反时，将会排斥。电流方向相反时，将会排斥。?IIFF分析：分析：电流方向相同电流方向相同电流方向相反电流方向相反IIFF1.1.当电流和磁场垂直时当电流和磁场垂直时二.安培力的大小F FILBILB2.2.当电流和磁场平行时当电流和磁场平行时F F0 03.3.当

4、电流和磁场夹角当电流和磁场夹角时时F=ILB F=ILB sinsin对公式的理解对公式的理解不仅与不仅与B B、I I、L L有关，还与放置方式有关有关，还与放置方式有关L L是有效长度，不一定是导线实际长度是有效长度，不一定是导线实际长度F FBILBIL只适用匀强磁场只适用匀强磁场如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等边直角三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力边直角三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力怎样求？大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向怎样求？大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向怎样？如果电流沿怎样？如果电流沿ab边从边从a到

5、到b，ab边受安培力多大？边受安培力多大？如果是一闭合回路如果是一闭合回路受力又是多少受力又是多少?B BI IB BI IB BR RI IB B 由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安安培力的力矩培力的力矩也跟电流成正比，而也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩螺旋形弹簧的扭矩与与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度表盘刻度是均匀是均匀的。的。磁电式仪表的优缺点：磁电式仪表的优缺点：优点优点: :灵敏度高，可测出很弱的电流。灵敏度高，可测出很弱的电流。缺点缺点: :线圈的导线很细，允许通过的电流很弱线圈

6、的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）。（几十微安到几毫安）。四、安培力综合应用四、安培力综合应用MNabcdI1I2MNI1BabcdI2两种可能两种可能1 1、安培力作用下通电导线或线圈的运动、安培力作用下通电导线或线圈的运动环形电流等效为小磁针环形电流等效为小磁针通电螺线管等效为多个环形电流、条形磁铁通电螺线管等效为多个环形电流、条形磁铁条形磁铁或小磁针等效为环形电流条形磁铁或小磁针等效为环形电流固定固定FF 自由自由同向相吸同向相吸 结论：结论：两不平行的直线电流相互作用时，两不平行的直线电流相互作用时，有转动到有转动到平行平行且电流且电流方向相同方向相同的趋势。的趋势。例

7、例6 6 如图所示，蹄形磁体用悬线悬于如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O O点，点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是动情况将是( )( )A A静止不动静止不动B B向纸外平动向纸外平动C CN N极向纸外，极向纸外，S S极向纸内转动极向纸内转动D DN N极向纸内，极向纸内，S S极向纸外转动极向纸外转动1.画出导线所在处的磁场方向画出导线所在处的磁场方向2.确定电流方向确定电流方向3.根据左手定则确定受安培力的方向根据左手定则确定受安培力的方向4.根据受力

8、情况判断运动情况根据受力情况判断运动情况判断通电导线在安培力作用下判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题的运动方向问题 1、分析受到的安培力时、分析受到的安培力时,要善于把立要善于把立体图体图,改画成易于分析受力的改画成易于分析受力的平面平面图形图形 2、注意磁场和电流的方向是否、注意磁场和电流的方向是否垂直垂直应用安培力应注意的问题应用安培力应注意的问题2、安培力平衡问题、安培力平衡问题 例例1.如图所示质量为如图所示质量为m=50g的铜棒，长的铜棒，长L10cm，用长，用长度均为度均为L的两根软导线水平地悬吊在竖直向上的匀强磁的两根软导线水平地悬吊在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度场中

9、，磁感应强度B1/3T，通电后，棒向纸外偏转的，通电后，棒向纸外偏转的最大偏角最大偏角37，此铜棒中电流的大小为多少？，此铜棒中电流的大小为多少？BmgTF 例例2、如图所示，金属杆、如图所示，金属杆ab的的质量为质量为m，长为，长为L，通过的电，通过的电流为流为I，处在磁感应强度为，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果的匀强磁场中，结果ab静止静止在水平导轨上。若磁场方向在水平导轨上。若磁场方向与水平导轨成与水平导轨成角，求：角，求：（1）棒）棒ab受到的摩擦力受到的摩擦力（2）棒对导轨的压力）棒对导轨的压力BabmgfFN 例例2、如图所示，金属杆、如图所示，金属杆ab的的质量为质量为m，

10、长为，长为L，通过的电，通过的电流为流为I，处在磁感应强度为，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，结果的匀强磁场中，结果ab静止静止在水平导轨上。若磁场方向在水平导轨上。若磁场方向与水平导轨成与水平导轨成角，求：角，求：（1）棒）棒ab受到的摩擦力受到的摩擦力（2）棒对导轨的压力）棒对导轨的压力BabmgfFN如图所示，两平行光滑导轨相距如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与与水平面夹角为水平面夹角为450，金属棒，金属棒MN的质量为的质量为0.1kg，处在处在竖直向上磁感应强度为竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动的匀强磁场中，电源电动势为势为6V，内阻为内阻为1，为使为使MN处于静

11、止状态，则电处于静止状态，则电阻阻R应为多少？应为多少？(其他电阻不计其他电阻不计)例例4.如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽的斜面上，放置两条宽L0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m0.2kg的金属棒的金属棒ab，电源电动势，电源电动势E12V，内阻，内阻r0.3，磁场方向垂直轨道所在平面，磁场方向垂直轨道所在平面，B0.8T。欲。欲使棒使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（应为多大？（g取取10m/s2，其它电阻不计），其它电阻不计）BE rRa30bBGFNF3.3.如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线的上方固定一根直导线MNMN，导线与磁场垂直，给导线，导线与磁场垂直，给导线通以由通以由N N向向M M的电流，则的电流，则( )( )A. A. 磁铁对桌