磁場對通電導(dǎo)線的作用安培力

磁場對通電導(dǎo)線的作用安培力目前一頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點法國的科學(xué)家安培于1820年首先發(fā)現(xiàn)了這種力，為了紀念安培的貢獻，后來人們把磁場對通電導(dǎo)線的作用力稱為安培力。

安

培（1775～1836年）目前二頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點（一）首先我們一起來研究一下安培力的大小與哪些因素有關(guān)。

實驗設(shè)計如下：注意：線框下端與磁場方向垂直放置.目前三頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點1.當(dāng)電流與磁場方向垂直時：一、安培力的大?、贐為勻強磁場①B⊥I條件：F=ILBF=0FIBI2.當(dāng)電流與磁場方向平行時：B目前四頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點B1B2３.當(dāng)電流與磁場方向夾θ角時：F=ILBsinθ（B為勻強磁場）（θ為磁場和導(dǎo)線夾角）目前五頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點對公式的理解：★F不僅與B、I、L有關(guān)，還與放置方式有關(guān)★L(fēng)是有效長度，不一定是導(dǎo)線實際長度（首尾連接的直線）★I與B不垂直，把L朝垂直B方向投影

F＝B⊥IL＝BILsinθF＝BIL★只有一部分導(dǎo)體在磁場中或者只有一部分通電★一般只適用勻強磁場★n匝通電線圈部分在磁場中：F＝nBIL目前六頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點只交換磁極位置只改變電流方向受力方向受力方向同時改變電流和磁場方向受力方向改變改變不變目前七頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點二.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，四指指向電流的方向，這時拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的向。BIF目前八頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點I目前九頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點IB目前十頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點IBF目前十一頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點IBFB目前十二頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點IBFBB目前十三頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點IBFBB安培力F的方向總是垂直于電流I與磁感應(yīng)強度B所確定的平面目前十四頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點【典型例題】例題1：畫出圖中通電導(dǎo)線所受安培力的方向。注意：使用哪只手來判斷呢？FFF目前十五頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點IFB××××××××××××××××FI例題2：畫出圖中第三個物理量的方向。目前十六頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點×BFBF分析受到的安培力時,要善于把立體圖,

改畫成易于分析受力的平面圖形.aBθbBθba×θθ把下列立體圖演變成平面圖目前十七頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點bBa.FF=BIL.BFB.F=BIL×

bBa目前十八頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點活動：電流與電流之間是否有力的作用？結(jié)論:同向電流相互吸引；反向電流相互排斥目前十九頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點思考：請你應(yīng)用左手定則分析兩平行直導(dǎo)線間的作用力方向。ABDCABDC×××××···············×××××···············×××××·····××××××××××·····×××××··········平行直導(dǎo)線間的相互作用：同向電流互相吸引；異向電流互相排斥。目前二十頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點思考：如圖所示，通電直導(dǎo)線AB固定，CD可以自由移動，請你判斷通電后CD的運動情況兩相交直導(dǎo)線間的相互作用：有轉(zhuǎn)到同向的趨勢。ABDC×××××·····××××××××××··········FF目前二十一頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點1、安培力的大?。?、安培力的方向——左手定則1）當(dāng)I

B，F(xiàn)=ILB2）當(dāng)I

//B，F(xiàn)=03）當(dāng)I與B有夾角時,F=ILB

sin安培力對公式的理解★安培力不僅與B、I、L大小有關(guān)，還與放置方式有關(guān)★L(fēng)是有效長度，不一定是導(dǎo)線實際長度★一般只適用勻強磁場目前二十二頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點專題：非勻強磁場磁場對電流作用力目前二十三頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點例1：如圖，把輕質(zhì)銅導(dǎo)線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面。當(dāng)線圈內(nèi)通入如圖所示的電流后，判斷線圈如何運動？NS目前二十四頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點NSFFB×·SN一、微元法目前二十五頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點SNNS二、等效法1、把環(huán)形電流等效為一個條形磁鐵目前二十六頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點NS2、把條形磁鐵等效為一個環(huán)形電流二、等效法目前二十七頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點變式練習(xí)SN在條形磁鐵的N極附近懸掛一個鋁制線圈，線圈與磁鐵位于同一水平面內(nèi)，當(dāng)電流方向如圖所示時，線圈將（）A.靠近磁體平行移動B.遠離磁鐵平行移動C.從上向下看順時針轉(zhuǎn)動，同時靠近磁鐵D.從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動，同時靠近磁鐵D目前二十八頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點SNNSNS等效法NS目前二十九頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點例2：把一重力不計可以自由移動的通電直導(dǎo)線AB水平放在蹄形磁鐵的正上方，當(dāng)通以圖示中的電流時，導(dǎo)線的運動情況是（從上向下看）（）A.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降B.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升NSCFFNS×F目前三十頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點例3：條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流，用N表示磁鐵對桌面的壓力，用f表示桌面對磁鐵的摩擦力，則導(dǎo)線通電后與通電前相比（）A.N減小，f=0B.N減小，f≠0C.N增大，f=0D.N增大，f≠0SN×BFFC變形：如果把導(dǎo)線移至S極上方，則又如何？SN×BFFN增大，f向左轉(zhuǎn)換研究對象法目前三十一頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點四、處理導(dǎo)線受到安培力的一般思路

1、分析受到的安培力時,要善于把立體圖,改畫成易于分析受力的平面圖形

2、注意磁場和電流的方向是否垂直應(yīng)用安培力應(yīng)注意的問題1、畫出立體圖的側(cè)視圖（由近向遠看）解題思路2、對研究對象進行受力分析3、通過受力平衡條件列出平衡方程4、計算結(jié)果（二力平衡，三力平衡）或牛頓第二定律方程目前三十二頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點例

.如圖所示質(zhì)量為m=50g的銅棒，長L＝10cm，用長度均為L的兩根軟導(dǎo)線水平地懸吊在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B＝1/3T，通電后，棒向紙外偏轉(zhuǎn)的最大偏角θ＝37°，此銅棒中電流的大小為多少？mgTF安θBθAB目前三十三頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點θ例：在傾斜角為θ的光滑斜面上,置一通有電流I,長為L,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如圖所示,在豎直向上的磁場中靜止，則磁感應(yīng)強度B為_________.

B=mgtanθ/ILXθmgFθ目前三十四頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點引申1：欲使它靜止在斜面上,外加磁場的磁感應(yīng)強度B

的最小值為________,

方向________.引申2：欲使它靜止在斜面上,且對斜面無壓力,外加磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值為_________,方向________.XθGNFθB

mgsinθ=BILB=mgsinθ/ILmg=BILB=mg/ILXθGFB目前三十五頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點【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)強度為1T的勻強磁場中，電源電動勢為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)【答案】R=0.2Ω目前三十六頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點【例4】如圖所示，ab、cd為平行的金屬導(dǎo)軌，相距為L,其平面與水平面的夾角為300,勻強磁場B豎直向上，一質(zhì)量為m的金屬棒放在導(dǎo)軌上。為了使導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，則通過棒的電流應(yīng)為多大？（設(shè)棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=）ααabcdB目前三十七頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點

【例5】如圖所示:在磁感強度為2T的勻強磁場中,一與水平面成37度角的導(dǎo)電軌道,軌道上放一可移動的金屬桿ab，電源電動勢為E=10伏,內(nèi)阻r=1歐,ab長L=0.5m,質(zhì)量m為0.2kg,桿與軌道間的摩擦因數(shù)u=0.1,求接在軌道中的可變電阻R在什么范圍內(nèi),可使ab桿在軌道上保持靜止?(桿與軌道的電阻不計)b目前三十八頁\總數(shù)四十一頁\編于十二點GFNf(1)摩擦力沿斜面向上:mgsinθ=Fcosθ+fN=mgcosθ+Fsinθf=uNθθ(2)摩擦力沿斜面向下

mgsinθ+f=FcosθN=mgcosθ+Fsinθf=uNF=(mgsinθ+umgc