34通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件

通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力4通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力4134通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件234通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件3新課教學(xué)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力稱為磁場(chǎng)力（安培力）。新課教學(xué)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力稱為磁場(chǎng)力（安培力）。434通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件5一.安培力的方向左手定則：伸開左手，使拇指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流的向，這時(shí)拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的向。一.安培力的方向左手定則：伸開左手，使拇指與四指在同一平面內(nèi)64．對(duì)安培力方向的理解(1)安培力方向的特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B、I決定的平面．(2)當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直電流與磁場(chǎng)所決定的平面，所以仍可用左手定則來(lái)判斷安培力的方向，只是磁感線不再垂直穿過(guò)手心．34通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件7(1)安培力總是垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所決定的平面，但磁場(chǎng)方向和電流方向不一定垂直．(2)若已知B、I方向，F(xiàn)方向唯一確定，但若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不唯一．(3)判斷電流的磁場(chǎng)方向用安培定則，確定通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向用左手定則．34通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件8【例1】畫出圖中安培力的方向?！磷?安培力的方向總與導(dǎo)線垂直,與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直。課堂練習(xí)【例1】畫出圖中安培力的方向?！磷?安培力的方向總與導(dǎo)線垂直9【例2】畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向?！纠?】畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向。1034通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件115．通電平行直線電流間的作用情況(1)兩平行電流間同向電流相互吸引，異向電流相互排斥．(2)兩非平行直線電流有轉(zhuǎn)到互相平行且電流方向相同的趨勢(shì)．34通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件12二.安培力的大小1.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí):F=ILB(B⊥L)BIF二.安培力的大小1.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí):F=ILB132.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾θ角時(shí):F=ILBsinθ(θ為B與L的夾角)B1B2BBFB⊥B∥2.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾θ角時(shí):F=ILBsinθB1B214導(dǎo)線L所處的磁場(chǎng)應(yīng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)．安培力表達(dá)式F＝ILB(或F＝ILBsinθ)一般適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若通電導(dǎo)線所在區(qū)域的B的大小和方向不相同，應(yīng)將導(dǎo)體分成若干段，使每段導(dǎo)線所處范圍B的大小和方向近似相等，求出各段導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力，然后再求合力．34通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件154．磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線的等效長(zhǎng)度(1)公式F＝IBL中的L對(duì)彎曲長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)指的是“等效長(zhǎng)度”．彎曲通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于連接曲線兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度，相應(yīng)的電流沿L的始端流向末端，如圖甲所示．

4．磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線的等效長(zhǎng)度16(2)任意閉合通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為零，所受安培力(即各電流元所受安培力的合力)為零，如圖乙所示．(1)公式F＝ILBsinθ中θ是B和I方向的夾角，不能盲目應(yīng)用題目中所給的夾角，要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析．(2)公式F＝ILBsinθ中的Lsinθ也可以理解為L(zhǎng)在垂直于磁場(chǎng)方向上的“有效長(zhǎng)度”．(2)任意閉合通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為零，所受安培力(即各電流元17如圖，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)方向（垂直于紙面向里）垂直.線段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，且∠abc=∠bcd=135°.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示.導(dǎo)線段abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力為()A.方向沿紙面向上,大小為(+1)ILBB.方向沿紙面向上,大小為(-1)ILBC.方向沿紙面向下,大小為(+1)ILBD.方向沿紙面向下,大小為(-1)ILB如圖，一段導(dǎo)線abcd位于18【解題指導(dǎo)】應(yīng)用F=BIL求安培力,其中I⊥B,L為導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度.【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A.導(dǎo)線段abcd的有效長(zhǎng)度為線段ad,由幾何知識(shí)知Lad=(+1)L,故線段abcd所受的合力大小F=ILadB=(+1)ILB,導(dǎo)線有效長(zhǎng)度的電流方向?yàn)閍→d,據(jù)左手定則可以確定導(dǎo)線所受合力方向沿紙面向上,故A項(xiàng)正確.【解題指導(dǎo)】應(yīng)用F=BIL求安培力,其中I⊥B,L為導(dǎo)線的有19【例3】如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m，與水平面夾角為450，金屬棒MN的質(zhì)量為0.1kg，處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，為使MN處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電阻R應(yīng)為多少？(其他電阻不計(jì))【答案】R=0.2Ω【例3】如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m，與水平面夾角為20三.磁電式電表三.磁電式電表211．原理：安培力與電流的關(guān)系．2．構(gòu)造：磁鐵、線圈、螺旋彈簧、指針、軟鐵、極靴．如圖所示．3．特點(diǎn)：兩極間的極靴和極靴中間的鐵質(zhì)圓柱，使極靴與圓柱間的磁場(chǎng)都沿半徑方向，使線圈平面都與磁場(chǎng)方向平行，從而使表盤刻度均勻．34通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件224．工作原理：如圖所示是線圈在磁場(chǎng)中受力的示意圖．當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，導(dǎo)線受到安培力的作用，由左手定則知，線圈左右兩邊所受的安培力的方向相反，于是架在軸上的線圈就要轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)轉(zhuǎn)軸收緊螺旋彈簧使其變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，電流越大，安培力就越大，螺旋彈簧的形變也就越大，所以，從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過(guò)電流的大?。€圈中的電流方向改變時(shí)，安培力的方向隨著改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變．所以，根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向．4．工作原理：如圖所示是線圈在磁場(chǎng)中受力的示意圖．當(dāng)電流通過(guò)23【說(shuō)明】

由于磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流成正比，因而安培力的力矩也跟電流成正比，而螺旋形彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過(guò)的角度成正比，所以磁電式電表的表盤刻度是均勻的。5．優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，可以測(cè)出很弱的電流；缺點(diǎn)是線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過(guò)的電流很弱．如果希望它測(cè)量較大的電流值，就要擴(kuò)大其量程．【說(shuō)明】5．優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，可以測(cè)出很弱的電流；缺點(diǎn)24做一做做一做25一段通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線中的電流方向自上而下，如圖所示．在導(dǎo)線以其中心點(diǎn)為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°的過(guò)程中，導(dǎo)線受到的安培力(

)題型

1對(duì)安培力大小和方向的理解一段通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線中的電26A．大小不變，方向不變B．大小由最大減小到零再增至最大，方向時(shí)刻改變C．大小由最大減小到零再增至最大，方向不變D．大小由最大減小到零再增至最大，方向由垂直紙面向外變?yōu)榇怪奔埫嫦蚶?4通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件27【解析】

安培力公式F＝ILBsinθ，導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)前，電流方向與磁場(chǎng)方向垂直，θ＝90°；當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度θ后，電流方向與磁場(chǎng)方向不再垂直，安培力變??；當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，電流方向與磁場(chǎng)方向平行，安培力為零．根據(jù)左手定則判斷知，安培力的方向始終垂直紙面向外；在導(dǎo)線再繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)90°過(guò)程中，安培力由零變到最大，安培力的方向始終垂直紙面向里．選項(xiàng)D正確．【答案】

D34通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件28【方法總結(jié)】(1)首先確定磁場(chǎng)方向與電流方向所確定的平面．(2)再依據(jù)左手定則，安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所決定的平面，判斷出安培力的方向．(3)根據(jù)安培力的公式F＝BILsinθ計(jì)算安培力的大小，注意該公式只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)，θ為電流與磁感線的夾角．【方法總結(jié)】29

如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里．長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體中通有恒定電流，電流大小為I.當(dāng)導(dǎo)體垂直于磁場(chǎng)方向放置時(shí)，導(dǎo)體受到的安培力大小為BIL.若將導(dǎo)體在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)30°角，導(dǎo)體受到的安培力大小為(

)變式訓(xùn)練1-1 如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面3034通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件3134通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件32如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)電線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直于線圈平面，當(dāng)線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后，則線圈(

)A．向左運(yùn)動(dòng) B．向右運(yùn)動(dòng)C．靜止不動(dòng) D．無(wú)法確定題型2

通電導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)電線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近33【解析】

此題可以采用電流元法，也可采用等效法．解法一：等效法．把通電線圈等效成小磁針．由安培定則，線圈等效成小磁針后，左端是S極，右端是N極，異名磁極相吸引，線圈向左運(yùn)動(dòng)．解法二：電流元法．如圖所示，取其中的上、下兩小段分析，根據(jù)其中心對(duì)稱性線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運(yùn)動(dòng)．【答案】

A【解析】此題可以采用電流元法，也可采用等效法．解法二：電流34【方法總結(jié)】安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷方法：1．判斷導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的常規(guī)思路(1)不管是電流還是磁體，對(duì)通電導(dǎo)線的作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此必須要清楚導(dǎo)線所在位置的磁場(chǎng)分布情況．(2)結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判斷導(dǎo)線所受安培力的方向．(3)由導(dǎo)體的受力情況判定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向．【方法總結(jié)】352．分析導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的幾種常用方法電流元法把整段導(dǎo)線分為多段電流元，先用左手定則判斷每段電流元所受安培力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受安培力的方向，從而確定導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流(反過(guò)來(lái)等效也成立)，然后根據(jù)磁體間或電流間的作用規(guī)律判斷特殊位置法通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)線到某個(gè)便于分析的特殊位置，判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向2．分析導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的幾種常用方法電流元法把整段導(dǎo)線36結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；不平行的兩直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的反作用力，從而確定磁體所受合力及其運(yùn)動(dòng)方向結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互37如圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)(

)A．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升變式訓(xùn)練2-1如圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在38解析：根據(jù)如圖所示的導(dǎo)線所處的特殊位置判斷其轉(zhuǎn)動(dòng)情況．將導(dǎo)線AB從N、S極的中間O分成兩段，AO、BO段所處的磁場(chǎng)方向如圖所示，由左手定則可得AO段受安培力方向垂直于紙面向外，BO段受安培力的方向垂直紙面向里，可見從上向下看，導(dǎo)線AB將繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．解析：根據(jù)如圖所示的導(dǎo)線所處的特殊位置判斷其轉(zhuǎn)動(dòng)情況．將導(dǎo)線39再根據(jù)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)的特殊位置判斷其上下運(yùn)動(dòng)情況．如圖所示，導(dǎo)線AB此時(shí)受安培力方向豎直向下，導(dǎo)線將向下運(yùn)動(dòng)．由上述兩個(gè)特殊位置的判斷可知，導(dǎo)線所受安培力使AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要向下運(yùn)動(dòng)．答案：C再根據(jù)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)的特殊位置判斷其上下運(yùn)動(dòng)情況．如圖所示40

質(zhì)量為m的通電細(xì)桿置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為d，桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，有電流通過(guò)桿，桿恰好靜止于導(dǎo)軌上．如圖所示的A、B、C、D四個(gè)圖中，桿與導(dǎo)軌間的摩擦力一定不為零的是(

)題型3

安培力作用下物體的平衡和加速問(wèn)題質(zhì)量為m的通電細(xì)桿置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為41【解析】

A圖中，導(dǎo)體受到水平向右的安培力，重力和支持力作用，如果重力和安培力的合力與支持力等大反向，則導(dǎo)體桿不受摩擦力，A選項(xiàng)不符合題意；B圖中，導(dǎo)體受到豎直向上的安培力，如果重力和安培力二力平衡，則導(dǎo)體桿不受摩擦力，B選項(xiàng)不符合題意；C圖中，導(dǎo)體受到豎直向下的安培力，桿靜止在導(dǎo)軌上，必須受到摩擦力作用，C選項(xiàng)符合題意；D圖中，導(dǎo)體受到水平向左的安培力，如果重力和安培力的合力沿斜面向下，則導(dǎo)體桿不受摩擦力，D選項(xiàng)不符合題意．【答案】

C【解析】A圖中，導(dǎo)體受到水平向右的安培力，重力和支持力作用42【方法總結(jié)】解決涉及安培力的綜合類問(wèn)題的分析方法是：(1)首先把立體圖畫成易于分析的平面圖，如側(cè)視圖、剖視圖或俯視圖等．(2)確定導(dǎo)線所在處磁場(chǎng)方向，根據(jù)左手定則確定安培力的方向．(3)結(jié)合通電導(dǎo)體、受力分析、運(yùn)動(dòng)情況等，根據(jù)題目要求，列出方程，解決問(wèn)題．【方法總結(jié)】43質(zhì)量為m＝0.02kg的通電細(xì)桿AB置于傾角為θ＝37°的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度d＝0.2m，桿AB與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖所示．現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭，試求出為使桿AB靜止不動(dòng)，通過(guò)AB桿的電流范圍為多少？變式訓(xùn)練3-1質(zhì)量為m＝0.02kg的通電細(xì)桿AB置于44解析：桿AB中的電流為A到B，所受的安培力方向平行于導(dǎo)軌向上．當(dāng)電流較大時(shí)，導(dǎo)體有向上的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所受靜摩擦力向下；當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大時(shí)，安培力為最大值F1，此時(shí)通過(guò)AB的電流最大為Imax；同理，當(dāng)電流最小時(shí)，應(yīng)該是導(dǎo)體受向上的靜摩擦力，此時(shí)的安培力為最小值F2，電流為Imin.正確地畫出兩種情況下的受力圖，由平衡條件列方程求解．解析：桿AB中的電流為A到B，所受的安培力方向平行于導(dǎo)軌向上45根據(jù)第一幅受力圖列式如下：F1－mgsinθ－Ff1＝0FN－mgcosθ＝0Ff1＝μFNF1＝BImaxd解上述方程得Imax＝0.46A根據(jù)第二幅受力圖，得F2＋Ff2－mgsinθ＝0，F(xiàn)N－mgcosθ＝0，F(xiàn)f2＝μFN，F(xiàn)2＝BImind解上述方程得Imin＝0.14A．答案：0.14A≤I≤0.46A根據(jù)第一幅受力圖列式如下：4634通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件4734通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件481、如圖所示的四種情況，通電導(dǎo)體均置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其中通電導(dǎo)線不受安培力的是（）鞏固練習(xí)C1、如圖所示的四種情況，通電導(dǎo)體均置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其中通電導(dǎo)492、如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直導(dǎo)線MN，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，給導(dǎo)線通以由N向M的電流，則()A.磁鐵對(duì)桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用B.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，受桌面的摩擦力作用C.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，受桌面的摩擦力作用D.磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，不受桌面摩擦力作用2、如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定503、如圖所示，在傾角為30o的斜面上，放置兩條寬L＝0.5m的光滑平行導(dǎo)軌，將電源、滑動(dòng)變阻器用導(dǎo)線連接在導(dǎo)軌上，在導(dǎo)軌上橫放一根質(zhì)量為m＝0.2kg的金屬棒ab，電源電動(dòng)勢(shì)E＝12V，內(nèi)阻r＝0.3Ω，磁場(chǎng)方向垂直軌道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在軌道上保持靜止，滑動(dòng)變阻器的使用電阻R應(yīng)為多大？（g取10m/s2，其它電阻不計(jì)）BErRa30°bBGFNF3、如圖所示，在傾角為30o的斜面上，放置兩條寬L＝0.5514.水平放置的兩個(gè)平行金屬軌道相距0.2m上面有一質(zhì)量為0.04kg的均勻金屬棒ab，電源電動(dòng)勢(shì)為６V，內(nèi)阻為0.5Ω，滑動(dòng)變阻器調(diào)到2.5Ω時(shí)，要在金屬棒所在位置施加一個(gè)垂直與ab的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，才能使金屬棒ab對(duì)軌道的壓力恰好為零，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小和方向．若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小不變，方向順時(shí)針轉(zhuǎn)37°，此時(shí)ab仍然靜止，則軌道對(duì)ab的支持力和摩擦力為多大？ab4.水平放置的兩個(gè)平行金屬軌道相距0.2m上面有一質(zhì)量為0.525.兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd可以自由活動(dòng)，當(dāng)通以如圖所示電流后，cd導(dǎo)線將（）A.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近abB.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開abC.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開abD.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近ababcdD5.兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，其中ab固定，cd可53通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力4通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力45434通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件5534通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件56新課教學(xué)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力稱為磁場(chǎng)力（安培力）。新課教學(xué)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力稱為磁場(chǎng)力（安培力）。5734通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件58一.安培力的方向左手定則：伸開左手，使拇指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流的向，這時(shí)拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的向。一.安培力的方向左手定則：伸開左手，使拇指與四指在同一平面內(nèi)594．對(duì)安培力方向的理解(1)安培力方向的特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B、I決定的平面．(2)當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，安培力的方向仍垂直電流與磁場(chǎng)所決定的平面，所以仍可用左手定則來(lái)判斷安培力的方向，只是磁感線不再垂直穿過(guò)手心．34通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件60(1)安培力總是垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所決定的平面，但磁場(chǎng)方向和電流方向不一定垂直．(2)若已知B、I方向，F(xiàn)方向唯一確定，但若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不唯一．(3)判斷電流的磁場(chǎng)方向用安培定則，確定通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向用左手定則．34通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件61【例1】畫出圖中安培力的方向。×注:安培力的方向總與導(dǎo)線垂直,與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直。課堂練習(xí)【例1】畫出圖中安培力的方向?！磷?安培力的方向總與導(dǎo)線垂直62【例2】畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向?！纠?】畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向。6334通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件645．通電平行直線電流間的作用情況(1)兩平行電流間同向電流相互吸引，異向電流相互排斥．(2)兩非平行直線電流有轉(zhuǎn)到互相平行且電流方向相同的趨勢(shì)．34通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件65二.安培力的大小1.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí):F=ILB(B⊥L)BIF二.安培力的大小1.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí):F=ILB662.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾θ角時(shí):F=ILBsinθ(θ為B與L的夾角)B1B2BBFB⊥B∥2.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾θ角時(shí):F=ILBsinθB1B267導(dǎo)線L所處的磁場(chǎng)應(yīng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)．安培力表達(dá)式F＝ILB(或F＝ILBsinθ)一般適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若通電導(dǎo)線所在區(qū)域的B的大小和方向不相同，應(yīng)將導(dǎo)體分成若干段，使每段導(dǎo)線所處范圍B的大小和方向近似相等，求出各段導(dǎo)線所受的磁場(chǎng)力，然后再求合力．34通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件684．磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線的等效長(zhǎng)度(1)公式F＝IBL中的L對(duì)彎曲長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)指的是“等效長(zhǎng)度”．彎曲通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L等于連接曲線兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度，相應(yīng)的電流沿L的始端流向末端，如圖甲所示．

4．磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線的等效長(zhǎng)度69(2)任意閉合通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為零，所受安培力(即各電流元所受安培力的合力)為零，如圖乙所示．(1)公式F＝ILBsinθ中θ是B和I方向的夾角，不能盲目應(yīng)用題目中所給的夾角，要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析．(2)公式F＝ILBsinθ中的Lsinθ也可以理解為L(zhǎng)在垂直于磁場(chǎng)方向上的“有效長(zhǎng)度”．(2)任意閉合通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為零，所受安培力(即各電流元70如圖，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，且與磁場(chǎng)方向（垂直于紙面向里）垂直.線段ab、bc和cd的長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，且∠abc=∠bcd=135°.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示.導(dǎo)線段abcd所受到的磁場(chǎng)的作用力的合力為()A.方向沿紙面向上,大小為(+1)ILBB.方向沿紙面向上,大小為(-1)ILBC.方向沿紙面向下,大小為(+1)ILBD.方向沿紙面向下,大小為(-1)ILB如圖，一段導(dǎo)線abcd位于71【解題指導(dǎo)】應(yīng)用F=BIL求安培力,其中I⊥B,L為導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度.【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A.導(dǎo)線段abcd的有效長(zhǎng)度為線段ad,由幾何知識(shí)知Lad=(+1)L,故線段abcd所受的合力大小F=ILadB=(+1)ILB,導(dǎo)線有效長(zhǎng)度的電流方向?yàn)閍→d,據(jù)左手定則可以確定導(dǎo)線所受合力方向沿紙面向上,故A項(xiàng)正確.【解題指導(dǎo)】應(yīng)用F=BIL求安培力,其中I⊥B,L為導(dǎo)線的有72【例3】如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m，與水平面夾角為450，金屬棒MN的質(zhì)量為0.1kg，處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，為使MN處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電阻R應(yīng)為多少？(其他電阻不計(jì))【答案】R=0.2Ω【例3】如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m，與水平面夾角為73三.磁電式電表三.磁電式電表741．原理：安培力與電流的關(guān)系．2．構(gòu)造：磁鐵、線圈、螺旋彈簧、指針、軟鐵、極靴．如圖所示．3．特點(diǎn)：兩極間的極靴和極靴中間的鐵質(zhì)圓柱，使極靴與圓柱間的磁場(chǎng)都沿半徑方向，使線圈平面都與磁場(chǎng)方向平行，從而使表盤刻度均勻．34通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件754．工作原理：如圖所示是線圈在磁場(chǎng)中受力的示意圖．當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，導(dǎo)線受到安培力的作用，由左手定則知，線圈左右兩邊所受的安培力的方向相反，于是架在軸上的線圈就要轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)轉(zhuǎn)軸收緊螺旋彈簧使其變形，反抗線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，電流越大，安培力就越大，螺旋彈簧的形變也就越大，所以，從線圈偏轉(zhuǎn)的角度就能判斷通過(guò)電流的大?。€圈中的電流方向改變時(shí)，安培力的方向隨著改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變．所以，根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向．4．工作原理：如圖所示是線圈在磁場(chǎng)中受力的示意圖．當(dāng)電流通過(guò)76【說(shuō)明】

由于磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流成正比，因而安培力的力矩也跟電流成正比，而螺旋形彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過(guò)的角度成正比，所以磁電式電表的表盤刻度是均勻的。5．優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，可以測(cè)出很弱的電流；缺點(diǎn)是線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過(guò)的電流很弱．如果希望它測(cè)量較大的電流值，就要擴(kuò)大其量程．【說(shuō)明】5．優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，可以測(cè)出很弱的電流；缺點(diǎn)77做一做做一做78一段通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線中的電流方向自上而下，如圖所示．在導(dǎo)線以其中心點(diǎn)為軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°的過(guò)程中，導(dǎo)線受到的安培力(

)題型

1對(duì)安培力大小和方向的理解一段通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)線中的電79A．大小不變，方向不變B．大小由最大減小到零再增至最大，方向時(shí)刻改變C．大小由最大減小到零再增至最大，方向不變D．大小由最大減小到零再增至最大，方向由垂直紙面向外變?yōu)榇怪奔埫嫦蚶?4通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件80【解析】

安培力公式F＝ILBsinθ，導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)前，電流方向與磁場(chǎng)方向垂直，θ＝90°；當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度θ后，電流方向與磁場(chǎng)方向不再垂直，安培力變??；當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，電流方向與磁場(chǎng)方向平行，安培力為零．根據(jù)左手定則判斷知，安培力的方向始終垂直紙面向外；在導(dǎo)線再繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)90°過(guò)程中，安培力由零變到最大，安培力的方向始終垂直紙面向里．選項(xiàng)D正確．【答案】

D34通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件81【方法總結(jié)】(1)首先確定磁場(chǎng)方向與電流方向所確定的平面．(2)再依據(jù)左手定則，安培力的方向總是垂直于磁場(chǎng)方向和電流方向所決定的平面，判斷出安培力的方向．(3)根據(jù)安培力的公式F＝BILsinθ計(jì)算安培力的大小，注意該公式只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)，θ為電流與磁感線的夾角．【方法總結(jié)】82

如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里．長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體中通有恒定電流，電流大小為I.當(dāng)導(dǎo)體垂直于磁場(chǎng)方向放置時(shí)，導(dǎo)體受到的安培力大小為BIL.若將導(dǎo)體在紙面內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)30°角，導(dǎo)體受到的安培力大小為(

)變式訓(xùn)練1-1 如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面8334通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件8434通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力課件85如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)電線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直于線圈平面，當(dāng)線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后，則線圈(

)A．向左運(yùn)動(dòng) B．向右運(yùn)動(dòng)C．靜止不動(dòng) D．無(wú)法確定題型2

通電導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷如圖所示，把輕質(zhì)導(dǎo)電線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近86【解析】

此題可以采用電流元法，也可采用等效法．解法一：等效法．把通電線圈等效成小磁針．由安培定則，線圈等效成小磁針后，左端是S極，右端是N極，異名磁極相吸引，線圈向左運(yùn)動(dòng)．解法二：電流元法．如圖所示，取其中的上、下兩小段分析，根據(jù)其中心對(duì)稱性線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運(yùn)動(dòng)．【答案】

A【解析】此題可以采用電流元法，也可采用等效法．解法二：電流87【方法總結(jié)】安培力作用下導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向的判斷方法：1．判斷導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的常規(guī)思路(1)不管是電流還是磁體，對(duì)通電導(dǎo)線的作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此必須要清楚導(dǎo)線所在位置的磁場(chǎng)分布情況．(2)結(jié)合左手定則準(zhǔn)確判斷導(dǎo)線所受安培力的方向．(3)由導(dǎo)體的受力情況判定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向．【方法總結(jié)】882．分析導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的幾種常用方法電流元法把整段導(dǎo)線分為多段電流元，先用左手定則判斷每段電流元所受安培力的方向，然后判斷整段導(dǎo)線所受安培力的方向，從而確定導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向等效法環(huán)形電流可等效成小磁針，通電螺線管可以等效成條形磁鐵或多個(gè)環(huán)形電流(反過(guò)來(lái)等效也成立)，然后根據(jù)磁體間或電流間的作用規(guī)律判斷特殊位置法通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)通電導(dǎo)線到某個(gè)便于分析的特殊位置，判斷其所受安培力的方向，從而確定其運(yùn)動(dòng)方向2．分析導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況的幾種常用方法電流元法把整段導(dǎo)線89結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互相吸引，反向電流互相排斥；不平行的兩直線電流相互作用時(shí)，有轉(zhuǎn)到平行且電流方向相同的趨勢(shì)轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，確定磁體所受電流磁場(chǎng)的反作用力，從而確定磁體所受合力及其運(yùn)動(dòng)方向結(jié)論法兩平行直線電流在相互作用過(guò)程中，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流互90如圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵兩極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是(從上往下看)(

)A．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B．順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D．逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升變式訓(xùn)練2-1如圖所示，把一重力不計(jì)的通電直導(dǎo)線水平放在91解析：根據(jù)如圖所示的導(dǎo)線所處的特殊位置判斷其轉(zhuǎn)動(dòng)情況．將導(dǎo)線AB從N、S極的中間O分成兩段，AO、BO段所處的磁場(chǎng)方向如圖所示，由左手定則可得AO段受安培力方向垂直于紙面向外，BO段受安培力的方向垂直紙面向里，可見從上向下看，導(dǎo)線AB將繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．解析：根據(jù)如圖所示的導(dǎo)線所處的特殊位置判斷其轉(zhuǎn)動(dòng)情況．將導(dǎo)線92再根據(jù)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)的特殊位置判斷其上下運(yùn)動(dòng)情況．如圖所示，導(dǎo)線AB此時(shí)受安培力方向豎直向下，導(dǎo)線將向下運(yùn)動(dòng)．由上述兩個(gè)特殊位置的判斷可知，導(dǎo)線所受安培力使AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還要向下運(yùn)動(dòng)．答案：C再根據(jù)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)的特殊位置判斷其上下運(yùn)動(dòng)情況．如圖所示93

質(zhì)量為m的通電細(xì)桿置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為d，桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，有電流通過(guò)桿，桿恰好靜止于導(dǎo)軌上．如圖所示的A、B、C、D四個(gè)圖中，桿與導(dǎo)軌間的摩擦力一定不為零的是(

)題型3

安培力作用下物體的平衡和加速問(wèn)題質(zhì)量為m的通電細(xì)桿置于傾角為θ的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度為94【解析】

A圖中，導(dǎo)體受到水平向右的安培力，重力和支持力作用，如果重力和安培力的合力與支持力等大反向，則導(dǎo)體桿不受摩擦力，A選項(xiàng)不符合題意；B圖中，導(dǎo)體受到豎直向上的安培力，如果重力和安培力二力平衡，則導(dǎo)體桿不受摩擦力，B選項(xiàng)不符合題意；C圖中，導(dǎo)體受到豎直向下的安培力，桿靜止在導(dǎo)軌上，必須受到摩擦力作用，C選項(xiàng)符合題意；D圖中，導(dǎo)體受到水平向左的安培力，如果重力和安培力的合力沿斜面向下，則導(dǎo)體桿不受摩擦力，D選項(xiàng)不符合題意．【答案】

C【解析】A圖中，導(dǎo)體受到水平向右的安培力，重力和支持力作用95【方法總結(jié)】解決涉及安培力的綜合類問(wèn)題的分析方法是：(1)首先把立體圖畫成易于分析的平面圖，如側(cè)視圖、剖視圖或俯視圖等．(2)確定導(dǎo)線所在處磁場(chǎng)方向，根據(jù)左手定則確定安培力的方向．(3)結(jié)合通電導(dǎo)體、受力分析、運(yùn)動(dòng)情況等，根據(jù)題目要求，列出方程，解決問(wèn)題．【方法總結(jié)】96質(zhì)量為m＝0.02kg的通電細(xì)桿AB置于傾角為θ＝37°的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度d＝0.2m，桿AB與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖所示．現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的觸頭，試求出為使桿AB靜止不動(dòng)，通過(guò)AB桿的電流范圍為多少？變式訓(xùn)練3-1質(zhì)量為m＝0.02