磁场对通电导线的作用力-安培力(编辑)

1、安培力3.2 磁场对通电导线的作用选修 3-1实验研究表明： 1.当电流与磁场方向平行时：一、安培力的大小 B为匀强磁场条件： BIF=0FIBIB磁场对通电导线的作用力称为安培力F = ILB2.当电流和磁场垂直时：B1B2.当电流与磁场方向成角时：F = ILBsin（B为匀强磁场）（为磁场和导线夹角）例：设下图中磁感应强度为B，电流强度I，导线长度L，求安培力大小BIBIBIBIF = ILBF = ILBF = ILBF = ILBsin 4.公式F ILB中L的理解（1）公式FILB中L指的是“有效长度”当B与I垂直时，F最大；当B与I平行时，F0.（2）弯曲导线的有效长度L，等于处

2、于磁场中导线两端点连线在垂直于磁场方向上的长度(如图)；相应的电流沿L由始端流向末端对公式的理解小结： F 不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关L是有效长度，不一定是导线实际长度1.I与B不垂直时，分解B或把L朝垂直B方向投影 FBILBILsin FILB2.导线不是直线，找导线的有效长度（首尾连接的直线）3.只有一部分导体在磁场中或者只有一部分通电一般只适用匀强磁场1、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。二、安培力的方向2、上下交换磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。猜测:哪些因素会影响导线受力的方向电流的方向和磁场的方向FIBIFBFBINSFBFIFBI安培力F

3、、磁感应强度B、电流I三者的方向关系: F垂直于电流与磁场所在的平面.而B与I不一定垂直伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，并且与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。安培力的方向左手定则例1、画出各图中安培力的方向IIBBIBBIIBFFFFF例2、垂直放在磁场中的通电导线如图放置，并已标明电流强度、磁感应强度、安培力三个量中的其中两个物理量的方向，试标出第三个物理量的方向BFIFFBBBFIBBFBFF例3：FEBBFBBE练1：在倾斜角为的光滑斜面上,置一通有电流质 量为m的导 体棒，如图所示,在竖直向上的磁场

4、中静止，则导体棒的安培力为 _. FBNmgmgtan练2 .如图所示质量为m的铜棒，用长度相等的两根软导线水平地悬吊在竖直向上的匀强磁场中，两导线间距离为L,磁感应强度为B，通电稳定后，两导线与竖直成并保持静止，此铜棒中电流的方向及大小？mgTF安BABmgtan/BL方向：A至BBNSF（1）绳子拉力_ (变大,变小,不变)（2）桌面对磁铁的支持力_（3）桌面对磁铁的摩擦力_(有,无).变大变小无NSF桌面对磁铁的摩擦力 _(有,无) 方向_. 有水平向右练3FB 活动：如图所示，两条平行的通电直导线之间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？请你运用学过

5、的知识进行讨论并做出预测？电流方向相同时，将会吸引; 电流方向相反时，将会排斥。I1I2F12F分析：同向电流反向电流I1I2F21F21互相吸引互相排斥未完待续 谢谢大家！三.安培力作用下通电导线或线圈的运动方向1.直接判断：先分析导线或线圈所在位置的磁感线情况，然后根据左手定则判定安培力的方向，再进行分析：abFF2.利用平行电流相互作用分析法：（1）同向平行电流相互吸引，异向平行电流相互排斥；（2）两个电流总有作用到方向相同且靠近的趋势。 自由固定FF 自由：怎么运动？固定3.电流元分析法：把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段就是一个电流元。 例：如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂

6、在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通入如图所示的电流后，判断线圈如何运动？向左摆动（并有扩大的趋势）例、如图所示，蹄形磁铁固定，通电直导线AB可自由运动，当导线中通以图示方向的电流时，俯视导体，导体AB将（AB的重力不计）A、逆时针转动，同时向下运动B、顺时针转动，同时向下运动C、顺时针转动，同时向上运动D、逆时针转动，同时向上运动4.特殊位置法：NSNSIFFNSFA、逆时针转动，同时向下运动垂直向外垂直向里5.等效分析法：环形电流可等效为小磁针，条形磁铁或小磁针也可以等效为环形电流，通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。练1.如图在条形磁铁N极处悬挂一个

7、线圈，当线圈中通有逆时针方向的电流时，线圈将怎么运动（俯视）？ 从上向下俯视逆时针转动同时向左摆动N三. 磁电式电表2、电流表的工作原理 1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其 大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。练习1、两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，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

8、向通入两条导线时，CD导线将（ ）A、顺时针方向转动，同时靠近导线ABB、顺时针方向转动，同时离开导线ABC、逆时针方向转动，同时离开导线ABD、逆时针方向转动，同时靠近导线ABABCDIID结论：两通电导线有达到电流方向相同，并靠近的趋势通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与NM平行。判断线框将如何运动MNabcdI1I2MNI1BabcdI22 、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MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则( )A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面

9、的摩擦力作用C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用应用二-安培力作用下物体的平衡问题：如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)练习1.如图，一根长L，质量为m的导线用软导线悬挂在方向水平的磁感应强度为B的匀强磁场中，现要使悬绳张力为0，则导线中电流应为多少？方向如何B如果其他都不变，磁场方向相反，绳子的张力变为多大?如果其他都不变，磁场方向变为竖直向上，平衡时绳子的张力变为多大?练习2 ：如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭合开关S后，线框运动情况应为（ ）Aab向外，cd向里转动且向M靠拢Bab向里，cd向外转动且远离MCad向外，bc向里转动且向M靠拢Dad向里，bc向外转动且远离MA练习3 、如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L