磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力(公開課)

4、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力英才華僑中學(xué)物理組

授課教師：鄒楚冬〔第1課時(shí)〕安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力一、安培力的方向(演示實(shí)驗(yàn)〕改變改變?交換磁極位置改變電流方向受力方向受力方向同時(shí)改變電流和磁場(chǎng)方向受力方向一.安培力的方向左手定那么：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(shí)拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的向。BIFIIBIBFIBFBIBFBBIBFBB磁場(chǎng)與電流不垂直時(shí)，左手定那么仍適用，只是磁感線不垂直穿過手心，但安培力仍垂直于磁場(chǎng)與電流所組成的平面。例：確定圖中安培力的方向。BIBIBIBI一.安培力的方向FFF垂直紙面向外●

F(1)(4)(2)(3)IBFIBFIFBααBBIFαBIBBFBFFFBE×BF×BBE1、分析受到的安培力時(shí),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(chǎng)和電流的方向是否垂直1.當(dāng)電流和磁場(chǎng)垂直時(shí)二.安培力的大小F＝ILB2.當(dāng)電流和磁場(chǎng)平行時(shí)F＝0NSIBLL//L⊥F=BIL⊥

=BILsinθBLBB⊥B//θF=ILB⊥

=BILsinθθ3.當(dāng)電流和磁場(chǎng)夾角θ時(shí)F=ILBsinθIB把磁感應(yīng)強(qiáng)度B分解為兩個(gè)分量：一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直B1=Bsinθ另一分量與導(dǎo)線平行B2=Bcosθ平行于導(dǎo)線的分量B2不對(duì)通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由B1決定即F=ILB1F=ILBsinθθB2B1將B1=Bsinθ代入得通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向不垂直的情況小結(jié)：安培力的大小對(duì)公式的理解：★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(shí)際長度1.I與B不垂直，分解B或把L朝垂直B方向投影F＝BIL3.導(dǎo)線不是直線，找導(dǎo)線的有效長度〔首尾連接的直線〕2.只有一局部導(dǎo)體在磁場(chǎng)中或者只有一局部通電★只適用勻強(qiáng)磁場(chǎng)LF=BILF=BIL中的L為有效長度LLL試指出下述各圖中的安培力的大小。設(shè)以下圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電流強(qiáng)度I，導(dǎo)線長度L，求安培力大小BIBIBIBIθθ二.安培力的大小〔1〕F＝ILB〔2〕F＝ILB〔3〕F＝ILB〔4〕F=ILBsinθ問題：如下圖，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生相互作用。在什么情況下兩條導(dǎo)線相互吸引，什么情況下相互排斥？請(qǐng)你運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行討論思考與討論演示思考與討論前面，我們?cè)岬絻蓷l互相平行的通電直導(dǎo)線，當(dāng)通以同向電流時(shí)互相吸引，而通以反向電流時(shí)會(huì)互相排斥，試用剛學(xué)的知識(shí)解釋。ABCDA的磁場(chǎng)F安A對(duì)BC的磁場(chǎng)F安C對(duì)DF安B對(duì)AF安D對(duì)CB的磁場(chǎng)D的磁場(chǎng)結(jié)論：同向相吸異向相斥課堂小結(jié)1.磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力的方向與磁場(chǎng)的方向及電流的方向三者之間的關(guān)系遵循左手定那么。2.磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，大小與電流大小及導(dǎo)線長短有關(guān)。F=ILBsinθ拓展一:平行通電直導(dǎo)線之間的相互作用同向電流相吸反向電流相斥1.如圖，質(zhì)量分別為mA>mB的兩環(huán)套在光滑絕緣桿上，假設(shè)同時(shí)通上相同同向電流I,它們將如何運(yùn)動(dòng)AB2.自由固定FF

˙××××××˙˙˙˙˙利用平行電流相互作用分析法：同向平行電流相互吸引，異向平行電流相互排斥。兩個(gè)電流總有作用到方向相同且靠近的趨勢(shì)。先對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行受力分析,畫出導(dǎo)線的受力平面圖,然后依照F=0,F=ma，列出相應(yīng)的方程拓展二：處理導(dǎo)線受到安培力的一般思路例：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，如下圖,在豎直向上的磁場(chǎng)中靜止，那么磁感應(yīng)強(qiáng)度B為_________.

Xθ解：靜止于斜面說明受力平衡NXθmgFθF=

mgtgθ=BILB=mgtgθ/IL例.如下圖，蹄形磁鐵固定，通電直導(dǎo)線AB可自由運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線中通以圖示方向的電流時(shí)，俯視導(dǎo)體，導(dǎo)體AB將〔AB的重力不計(jì)〕A、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)B、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)C、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)D、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)擴(kuò)展三：(電流元分析法)特殊位置法：根據(jù)通電導(dǎo)體在特殊位置所受安培力的方向，判斷其運(yùn)動(dòng)方向，然后推廣到一般位置。NSNSIFFNSFNSF〔1〕繩子拉力_______(變大,變小,不變)〔2〕桌面對(duì)磁鐵的支持力_______〔3〕桌面對(duì)磁鐵的摩擦力________(有,無).變大變小無NSF桌面對(duì)磁鐵的摩擦力

_______(有,無)

方向_______.有水平向右穩(wěn)固練習(xí)1、F′練習(xí)：如下圖，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中用兩根柔軟的細(xì)線將金屬棒ab懸持在水平位置上，金屬棒中通入由a到b的穩(wěn)定電流I，這時(shí)兩根細(xì)線被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細(xì)線對(duì)金屬棒拉力變?yōu)榱悖?/p>