通電導線在磁場中受到的力 (1)

1、第三章第三章 磁磁 場場第四節(jié)第四節(jié)通電導線在磁場中受到的力通電導線在磁場中受到的力第第 1 1 課時課時第三章第三章 磁磁 場場安培力：通電導線在磁場中受到的力安培力：通電導線在磁場中受到的力一、安培力的方向一、安培力的方向演示：按照右圖所示進行實驗。演示：按照右圖所示進行實驗。1 1、改變導線中電流的方向，觀察、改變導線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。受力方向是否改變。2 2、上下交互磁場的位置以改變磁、上下交互磁場的位置以改變磁場的方向，觀察受力方向是否變化。場的方向，觀察受力方向是否變化。第三章第三章 磁磁 場場第三章第三章 磁磁 場場安培力方向垂直于電流和磁場方向，即安培力方向垂

2、直于電流和磁場方向，即垂直于電流和磁場所在的平面。垂直于電流和磁場所在的平面。第三章第三章 磁磁 場場IBFFIBFIBIBF即使應用即使應用第三章第三章 磁磁 場場FIBFIBBI判定以下通電導線所受安培力的方向判定以下通電導線所受安培力的方向ZDLXZDLX 針對練習針對練習第三章第三章 磁磁 場場3 0FFIIIBBBZDLXZDLX 針對練習針對練習判定以下通電導線所受安培力的方向判定以下通電導線所受安培力的方向第三章第三章 磁磁 場場BBIFZDLXZDLX 針對練習針對練習判定以下通電導線所受安培力的方向判定以下通電導線所受安培力的方向第三章第三章 磁磁 場場 問題：如圖所示，兩條

3、平行的通電直導線之問題：如圖所示，兩條平行的通電直導線之間會通過磁場發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條間會通過磁場發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條導線相互吸引，什么情況下相互排斥？請你運用導線相互吸引，什么情況下相互排斥？請你運用學過的知識進行討論并做出預測。學過的知識進行討論并做出預測。電流方向相同時，將會吸引電流方向相同時，將會吸引; ;電流方向相反時，將會排斥。電流方向相反時，將會排斥。?IIFF分析：分析：電流方向相同電流方向相同電流方向相反電流方向相反IIFF第三章第三章 磁磁 場場第三章第三章 磁磁 場場二、安培力的大?。憾?、安培力的大小： 把磁感應強度把磁感應強度B B分解為兩個分量：

4、分解為兩個分量：一個分量與導線垂直一個分量與導線垂直 B B1 1=Bsin=Bsin另一分量與導線平行另一分量與導線平行 B B2 2=Bcos=Bcos平行于導線的分量平行于導線的分量B B2 2不對通電導線不對通電導線產(chǎn)生作用力，通電導線所受作用力產(chǎn)生作用力，通電導線所受作用力僅由僅由B B1 1決定。決定。即即F=ILBF=ILB1 1，將，將B B1 1=Bsin=Bsin代入得：代入得： F=ILBsin F=ILBsin0o0F 90OFIBLIBB2B1第三章第三章 磁磁 場場二、安培力的大?。憾才嗔Φ拇笮。?1. 1. 在勻強磁場中，在通電直導線與磁場方向垂直的在勻強磁場

5、中，在通電直導線與磁場方向垂直的情況下，導線所受安培力情況下，導線所受安培力F F等于磁感應強度等于磁感應強度B B、電流、電流I I和和導線的長度導線的長度L L三者的乘積。三者的乘積。 即：即： F=ILBF=ILB2. 2. 平行時：平行時：F F0 03. 3. 公式：公式：F=I L B sinF=I L B sin表示磁場方向與電流方向間的夾角表示磁場方向與電流方向間的夾角 在中學階段，在中學階段，F(xiàn)=I L B sinF=I L B sin僅適用于勻強磁場僅適用于勻強磁場第三章第三章 磁磁 場場例題：例題：長度為長度為20cm20cm的通電直導線放在勻強磁的通電直導線放在勻強磁場

6、中，電流的強度為場中，電流的強度為1A1A，受到磁場作用力的，受到磁場作用力的大小為大小為2N2N，則磁感應強度，則磁感應強度B B： （ ）A、B10T B、B10TC、B10T D、不能確定、不能確定BZDLXZDLX 針對練習針對練習例題：例題：如圖所示，在勻強磁場中用兩根柔軟的細線如圖所示，在勻強磁場中用兩根柔軟的細線將金屬棒將金屬棒abab懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由a a到到b b的穩(wěn)定電流的穩(wěn)定電流I I，這時兩根細線被拉緊，現(xiàn)要想使兩，這時兩根細線被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細線對金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方法：根細線對金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪?/p>

7、方法： ( )( )（A）適當增大電流）適當增大電流I （B）將電流反向并適當改變大?。㈦娏鞣聪虿⑦m當改變大?。–）適當增大磁場）適當增大磁場（D）將磁場反向并適當改變大?。⒋艌龇聪虿⑦m當改變大小ACabI第三章第三章 磁磁 場場 自由自由固定固定FF 解析：解析：兩電流不平行時，有轉動到相互平兩電流不平行時，有轉動到相互平行且電流方向相同的趨勢行且電流方向相同的趨勢例題例題第三章第三章 磁磁 場場 在下圖中，標出了磁場的方向、通電直導線在下圖中，標出了磁場的方向、通電直導線中電流中電流I I的方向，以及通電直導線所受安培力的方向，以及通電直導線所受安培力F F的的方向，其中正確的是方向，

8、其中正確的是 ( () ) GGLX GGLX 鞏固練習鞏固練習C第三章第三章 磁磁 場場0 00.02N0.02N水平向右水平向右0.02N0.02N垂直導線，垂直導線，斜向左上方斜向左上方將長度為將長度為20cm20cm、通有、通有0.1A0.1A電流的直導線放入一電流的直導線放入一勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感勻強磁場中，電流與磁場的方向如圖所示，已知磁感應強度為應強度為1T1T。試求出下列各圖中導線所受安培力的大。試求出下列各圖中導線所受安培力的大小和方向小和方向IBIB30IBGGLX GGLX 鞏固練習鞏固練習第三章第三章 磁磁 場場如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于如圖

9、所示，蹄形磁體用懸線懸于O O點，在磁點，在磁鐵的正下方有一水平放置的長直導線，當導線鐵的正下方有一水平放置的長直導線，當導線中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的運動情中通以由左向右的電流時，蹄形磁鐵的運動情況將是況將是( )( )GGLX GGLX 鞏固練習鞏固練習A A靜止不動靜止不動B B向紙外平動向紙外平動C CN N極向紙外，極向紙外，S S極向紙內轉動極向紙內轉動D DN N極向紙內，極向紙內，S S極向紙外轉動極向紙外轉動第三章第三章 磁磁 場場磁場中某處的磁感線如圖所示磁場中某處的磁感線如圖所示 ( )( )A.aA.a、b b兩處的磁感應強度的大小不等兩處的磁感應強度的大小不等

10、,B,Ba aBBb bB.aB.a、b b兩處的磁感應強度的大小不等兩處的磁感應強度的大小不等,B,Ba aBBb bC.C.同一通電導線放在同一通電導線放在a a處受力一定比放在處受力一定比放在b b處大處大D.D.同一通電導線放在同一通電導線放在a a處受力一定比放在處受力一定比放在b b處小處小abGGLX GGLX 鞏固練習鞏固練習第三章第三章 磁磁 場場BacbI 如圖所示，直角三角形如圖所示，直角三角形abcabc組成的導線框內通有電流組成的導線框內通有電流I I1A1A，并處在方向豎直向下的勻強磁場，并處在方向豎直向下的勻強磁場B B2T2T中，中，AC=40cmAC=40cm

11、， ，求三角形框架各邊所受的安培力。，求三角形框架各邊所受的安培力。oa30NFbc0NFFacab69. 0GGLX GGLX 鞏固練習鞏固練習第三章第三章 磁磁 場場 如圖所示，向一根松弛的導體線圈中通如圖所示，向一根松弛的導體線圈中通以電流以電流, ,線圈將會線圈將會 ( )( )A.A.縱向收縮縱向收縮, ,徑向膨脹徑向膨脹B.B.縱向伸長縱向伸長, ,徑向膨脹徑向膨脹C.C.縱向伸長縱向伸長, ,徑向收縮徑向收縮D.D.縱向收縮縱向收縮, ,徑向收縮徑向收縮縱向縱向GGLX GGLX 鞏固練習鞏固練習第三章第三章 磁磁 場場 如圖所示，在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極，沿邊如圖所示，在

12、玻璃皿的中心放一個圓柱形電極，沿邊緣內壁放一個圓環(huán)形電極，將兩電極接在電池的兩極上，緣內壁放一個圓環(huán)形電極，將兩電極接在電池的兩極上，然后在玻璃皿中放入鹽水，把玻璃皿放入蹄形磁鐵的磁場然后在玻璃皿中放入鹽水，把玻璃皿放入蹄形磁鐵的磁場中，中，N N極在下，極在下，S S極在上，鹽水就會旋轉起來極在上，鹽水就會旋轉起來(1) 猜想一下，鹽水轉動的方向，猜想一下，鹽水轉動的方向，并實際做一做實驗來驗證并實際做一做實驗來驗證(2) 探究鹽水旋轉的原因探究鹽水旋轉的原因XSND XSND 小試牛刀小試牛刀第三章第三章 磁磁 場場答案：答案：(1)(1)通過左手定則判定，鹽水從上向下看逆時針旋轉通過左手

13、定則判定，鹽水從上向下看逆時針旋轉(2)(2)鹽水中形成了由圓形電極指向柱形電極的如圖所示的電流，鹽水中形成了由圓形電極指向柱形電極的如圖所示的電流，由于磁場方向向上，故鹽水逆時針旋轉由于磁場方向向上，故鹽水逆時針旋轉第三章第三章 磁磁 場場如圖所示，天平右臂下面掛有一個矩形線圈寬為如圖所示，天平右臂下面掛有一個矩形線圈寬為L L，共，共N N匝，匝，線圈下部懸在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里利用這線圈下部懸在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里利用這架天平如何測定磁場的磁感應強度架天平如何測定磁場的磁感應強度(1)(1)寫出測量方法寫出測量方法(2)(2)磁感應強度的表達式磁感應強度的表達式B B_(_(用測量的物理量表示用測量的物理量表示) ) YPGF YPGF 勇攀高峰勇攀高峰第三章第三章 磁磁 場場解析：解析：(1)(1)在線圈中通入沿逆時針方向流動的電流在線圈中通入沿逆時針方向流動的電流I I，在天平左右兩，在天平左右兩盤各加質量分別為盤各加質量分別為m m1 1，m m2 2的砝碼，天平平衡，由此就可得的砝碼，天平平衡，由此就可得到磁感應強度的大小到磁感應強度的大小(2)(2)線圈中通入電流線圈中通入電流I I時，由左手定則，線圈底邊所