磁場對通電導線的作用安培力

磁場對通電導線的作用安培力當前第1頁\共有41頁\編于星期五\20點法國的科學家安培于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線的作用力稱為安培力。

安

培（1775～1836年）當前第2頁\共有41頁\編于星期五\20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。

實驗設計如下：注意：線框下端與磁場方向垂直放置.當前第3頁\共有41頁\編于星期五\20點1.當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.當電流與磁場方向平行時：B當前第4頁\共有41頁\編于星期五\20點B1B2３.當電流與磁場方向夾θ角時：F=ILBsinθ（B為勻強磁場）（θ為磁場和導線夾角）當前第5頁\共有41頁\編于星期五\20點對公式的理解：★F不僅與B、I、L有關，還與放置方式有關★L是有效長度，不一定是導線實際長度（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當前第6頁\共有41頁\編于星期五\20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當前第7頁\共有41頁\編于星期五\20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體所受安培力的向。BIF當前第8頁\共有41頁\編于星期五\20點I當前第9頁\共有41頁\編于星期五\20點IB當前第10頁\共有41頁\編于星期五\20點IBF當前第11頁\共有41頁\編于星期五\20點IBFB當前第12頁\共有41頁\編于星期五\20點IBFBB當前第13頁\共有41頁\編于星期五\20點IBFBB安培力F的方向總是垂直于電流I與磁感應強度B所確定的平面當前第14頁\共有41頁\編于星期五\20點【典型例題】例題1：畫出圖中通電導線所受安培力的方向。注意：使用哪只手來判斷呢？FFF當前第15頁\共有41頁\編于星期五\20點IFB××××××××××××××××FI例題2：畫出圖中第三個物理量的方向。當前第16頁\共有41頁\編于星期五\20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當前第17頁\共有41頁\編于星期五\20點bBa.FF=BIL.BFB.F=BIL×

bBa當前第18頁\共有41頁\編于星期五\20點活動：電流與電流之間是否有力的作用？結論:同向電流相互吸引；反向電流相互排斥當前第19頁\共有41頁\編于星期五\20點思考：請你應用左手定則分析兩平行直導線間的作用力方向。ABDCABDC×××××···············×××××···············×××××·····××××××××××·····×××××··········平行直導線間的相互作用：同向電流互相吸引；異向電流互相排斥。當前第20頁\共有41頁\編于星期五\20點思考：如圖所示，通電直導線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線間的相互作用：有轉(zhuǎn)到同向的趨勢。ABDC×××××·····××××××××××··········FF當前第21頁\共有41頁\編于星期五\20點1、安培力的大?。?、安培力的方向——左手定則1）當I

B，F(xiàn)=ILB2）當I

//B，F(xiàn)=03）當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，還與放置方式有關★L是有效長度，不一定是導線實際長度★一般只適用勻強磁場當前第22頁\共有41頁\編于星期五\20點專題：非勻強磁場磁場對電流作用力當前第23頁\共有41頁\編于星期五\20點例1：如圖，把輕質(zhì)銅導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。當線圈內(nèi)通入如圖所示的電流后，判斷線圈如何運動？NS當前第24頁\共有41頁\編于星期五\20點NSFFB×·SN一、微元法當前第25頁\共有41頁\編于星期五\20點SNNS二、等效法1、把環(huán)形電流等效為一個條形磁鐵當前第26頁\共有41頁\編于星期五\20點NS2、把條形磁鐵等效為一個環(huán)形電流二、等效法當前第27頁\共有41頁\編于星期五\20點變式練習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當前第28頁\共有41頁\編于星期五\20點SNNSNS等效法NS當前第29頁\共有41頁\編于星期五\20點例2：把一重力不計可以自由移動的通電直導線AB水平放在蹄形磁鐵的正上方，當通以圖示中的電流時，導線的運動情況是（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當前第30頁\共有41頁\編于星期五\20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線，導線與磁鐵垂直，給導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)換研究對象法當前第31頁\共有41頁\編于星期五\20點四、處理導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用安培力應注意的問題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、計算結果（二力平衡，三力平衡）或牛頓第二定律方程當前第32頁\共有41頁\編于星期五\20點例

.如圖所示質(zhì)量為m=50g的銅棒，長L＝10cm，用長度均為L的兩根軟導線水平地懸吊在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度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當前第33頁\共有41頁\編于星期五\20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的導體棒，如圖所示,在豎直向上的磁場中靜止，則磁感應強度B為_________.

B=mgtanθ/ILXθmgFθ當前第34頁\共有41頁\編于星期五\20點引申1：欲使它靜止在斜面上,外加磁場的磁感應強度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,外加磁場的磁感應強度B的最小值為_________,方向________.XθGNFθB

mgsinθ=BILB=mgsinθ/ILmg=BILB=mg/ILXθGFB當前第35頁\共有41頁\編于星期五\20點【例3】如圖所示，兩平行光滑導軌相距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處于靜止狀態(tài)，則電阻R應為多少？(其他電阻不計)【答案】R=0.2Ω當前第36頁\共有41頁\編于星期五\20點【例4】如圖所示，ab、cd為平行的金屬導軌，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的金屬棒放在導軌上。為了使導體棒靜止在導軌上，則通過棒的電流應為多大？（設棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ=）ααabcdB當前第37頁\共有41頁\編于星期五\20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當前第38頁\共有41頁\編于星期五\20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+umgcosθ