第四节 通电导线在磁场中受到的力

通电导线在磁场中受到的力【范例】

(8分)电路图如图甲所示，图乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图象，滑动变阻器的最大阻值为15Ω，定值电阻R0＝3Ω.(1)当R为何值时，R0消耗的功率最大？最大值为多少？(2)当R为何值时，电源的输出功率最大？最大值为多少？5.如图所示，电路中E＝3V，r＝0.5Ω，R0＝1.5Ω，变阻器的最大阻值为10Ω.(1)在变阻器的阻值R为多大时，变阻器上消耗的功率最大？(2)在变阻器的阻值R为多大时，定值电阻R0上消耗的功率最大？7．两只完全相同的灵敏电流计改装成量程不同的电压表V1、V2，若将两表串联后去测某一线路的电压，则两只表(

)A．读数相同

B．指针偏转的角度相同C．量程大的电压表读数大D．量程大的电压表读数小7.如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是(

)A．R3断路B．R1短路C．R2断路D．R1、R2同时短路C．解决问题时，可以将短路视为电阻减小，断路视为电阻变大。7.如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是(

)A．R3断路B．R1短路C．R2断路D．R1、R2同时短路C．解决问题时，可以将短路视为电阻减小，断路视为电阻变大。7.如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在突然灯泡A比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是(

)A．R3断路B．R1短路C．R2断路D．R1、R2同时短路C．解决问题时，可以将短路视为电阻减小，断路视为电阻变大。磁场对电流的作用力称为安培力左手定则：

伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。

一.安培力的方向：1.当电流与磁场方向垂直时:安培力方向的特点：1、垂直于磁场2、垂直于电流（垂直于电流和磁场决定的平面）磁场对电流的作用力称为磁场力（安培力）F先分析与磁场和电流有关系再分析什么关系？2.当电流与磁场方向平行时:3.当电流与磁场方向呈任意角度时:B┻思路：不垂直变垂直1.分解磁感应强度2.投影导线(分解棒）安培力垂直于电流和磁场决定的平面吗？αB∥α【例1】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。我们曾提到两条互相平行的通电直导线，当通以同向电流时互相吸引，而通以反向电流时会互相排斥，试用刚学的知识解释。ABCDA的磁场F安A对BC的磁场F安C对DF安B对AF安D对CB的磁场D的磁场注意：自身的场对自身不产生作用二.安培力的大小F=ILB(B⊥L)BIF1.当电流与磁场方向垂直时:2.当电流与磁场方向平行时:F安=03.当电流与磁场方向呈任意角度时:B∥B┻F=ILB┻=BILsinθ(θ为B与L的夹角)思路：不垂直变垂直1.分解磁感应强度2.投影导线F=IL┻B=BILsinθ(θ为B与L的夹角)L∥L┻θθθ对公式F=BIL的理解★本公式直接适用于：

1、B垂直于I,匀强磁场，直导线

2、在I与磁场不垂直的条件下：分解B，或投影L3、弯曲导线?【例2】

（2009年全国卷Ⅰ）如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc=∠bcd=1350。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力三.磁电式电表【说明】

由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。1、把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I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

I反馈练习CF方向•电流微元法BF方向×BBF

特殊位置法分析运动II试分析:两根相互垂直彼此绝缘，通电导线，其中CD固定不动，判断AB棒的受力及运动情况。2、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1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)【答案】R=0.2Ω沿着NM的方向望去，可得平面图。例8.如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会()A.纵向收缩,径向膨胀B.纵向伸长,径向膨胀C.纵向伸长,径向收缩D.纵向收缩,径向收缩纵向A【例3】水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势为６V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，要在金属棒所在位置施加一个垂直与ab的匀强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，求（1）匀强磁场的大小和方向．（2）若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针转37°，此时ab仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩擦力为多大？ab课堂练习1、把一重力不计的通电直导线水平放在

蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I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

I反馈练习CF方向•电流微元法BF方向×BBF

特殊位置法分析运动II【例5】（2009年海南物理）2．一根容易形变的弹性导线，两端固定。导线中通有电流，方向如图中箭头所示。当没有磁场时，导线呈直线状态：当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是:1.画出导线所在处的磁场方向2.确定电流方向3.根据左手定则确定受安培力的方向4.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

的运动问题的基本方法SN等效法分析运动NS例7如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动时，将会出现()A．线圈向磁铁平移B．线圈远离磁铁平移C．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁D．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁电流微元法

特殊位置法FFFF•

I方向×

I方向DNSIFFNSF例8.试分析如图所示的通电直导线的受力和运动情况NSF（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F′fA1、如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力的是（）巩固练习C2、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3、如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L＝0.5m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m＝0.2kg的金属棒ab，电源电动势E＝12V，内阻r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）BErRa30°bBGFNF两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（）A.顺时针方向转动，同时靠近abB.逆时针方向转动，同时离开abC.顺时针方向转动，同时离开abD.逆时针方向转动，同时靠近ababcdD关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法正确的是()A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流方向垂直D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂于由B和I所确定的平面BCD磁场中某处的磁感线如图所示()A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>BbB.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<BbC.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处大D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处小abB如图所示，通电直导线A与环形通电导线环B固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线受到水平向

的安培力作用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方向时,通电直导线A所受的安培力方向水平向

.AIBI右右如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会()A.纵向收缩,径向膨胀B.纵向伸长,径向膨胀C.纵向伸长,径向收缩D.纵向收缩,径向收缩纵向A把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成如图所示的电波,当开关接通后,将看到的现象是()A.弹簧向上收缩B.弹簧被拉长C.弹簧上下振动D.弹簧仍静止不动SC

如图所示，导线abc为垂直折线,其中电流为I,ab=bc=L,导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大小和方向.abc如图所示，将通电导线圆环平行于纸面缓慢地竖直向下放入水平方向垂直纸面各里的匀强磁场中,则在通电圆环完全进入磁场的过程中,所受的安培力大小变化是()A.逐渐变大B.先变大后变小C.逐渐变小D.先变小后变大BIB如图所示，MN是一条水平放置的固定长直导线,导线中通有大小不一为I1,方向如图所示的电流.P是一个通有电流I2的,与MN共面的金属圆环,圆环P在磁场作用下将()MI1PA.沿纸面向上运动B.沿纸面向下运动C.上半部垂直纸面向外,

下半部垂直纸面向里转动D.上半部垂直纸面向里,

下半部垂直纸面向外转动I2NB如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，些时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以()A.适当减小磁感应强度B.使磁场反向C.适当增大电流D.使电流反向MNabC如图所示，在倾角为θ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，欲使导线静止在斜面上，外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是()A.B=mgsinθ/IL，方向垂直斜面向下B.B=mgtan/IL，方向竖直向下C.B=mg/IL，方向水平向左D.B=mg