磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力上課用

1、安培力安培力磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力1 1、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察受力、改變導(dǎo)線中電流的方向，觀察受力方向是否改變。方向是否改變。磁場(chǎng)對(duì)通磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線電導(dǎo)線( (或電流或電流) )的作用力稱為安培力的作用力稱為安培力一、安培力的方向一、安培力的方向2 2、上下交互磁場(chǎng)的位置以改變磁場(chǎng)的方向，、上下交互磁場(chǎng)的位置以改變磁場(chǎng)的方向，觀察受力方向是否變化觀察受力方向是否變化猜測(cè)猜測(cè):哪些因素會(huì)影響導(dǎo)線受力的方向哪些因素會(huì)影響導(dǎo)線受力的方向電流的方向和磁場(chǎng)的方向電流的方向和磁場(chǎng)的方向IBFFIBFIBIBF伸開左手，使拇指與四指在同一伸開左手，使拇指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指

2、垂直，讓平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線磁感線手手心，四指指向電流的流向心，四指指向電流的流向，這時(shí)，這時(shí)拇指所指的拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的方向就是通電導(dǎo)體所受安培力的方向。 IBFFIBFIBIBF注意：注意：1 1. .安培力的方向既垂直于安培力的方向既垂直于電流方向又垂直于磁場(chǎng)方電流方向又垂直于磁場(chǎng)方向，即安培力垂直電流和向，即安培力垂直電流和磁場(chǎng)所確定的平面磁場(chǎng)所確定的平面BIF示意圖BIF示意圖2 2. .電流與磁場(chǎng)方向不一定垂直；安電流與磁場(chǎng)方向不一定垂直；安培力垂直電流和磁場(chǎng)所確定的平面培力垂直電流和磁場(chǎng)所確定的平面FIBFIBBBIFBI3 0FFIIIBBB畫出圖中第三

3、個(gè)量的方向。畫出圖中第三個(gè)量的方向。不不受受力力不不受受力力學(xué)會(huì)立體圖演變成平面圖學(xué)會(huì)立體圖演變成平面圖例例2 2：畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向。：畫出圖中通電導(dǎo)線棒所受安培力的方向。問題：?jiǎn)栴}：兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過磁場(chǎng)發(fā)生怎樣的相互作用？怎樣的相互作用？ 同向電流相互吸引同向電流相互吸引反向電流相互排斥反向電流相互排斥3 3、結(jié)論、結(jié)論: :FFF同向電流同向電流F反向電流反向電流二、安培力的大小二、安培力的大小3、通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向、通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向時(shí)：時(shí)：B1B2BF=BIL1、通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向、通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向時(shí)時(shí)：2、通電導(dǎo)

4、線與磁場(chǎng)方向、通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向時(shí)時(shí)：F=0F=BILsin4 4、對(duì)公式的理解、對(duì)公式的理解不僅與不僅與B B、I I、L L有關(guān)，還與放置有關(guān)，還與放置方式有關(guān)方式有關(guān)L L是有效長(zhǎng)度，即磁場(chǎng)中導(dǎo)線兩端連是有效長(zhǎng)度，即磁場(chǎng)中導(dǎo)線兩端連線長(zhǎng)度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度線長(zhǎng)度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度只適用勻強(qiáng)磁場(chǎng)只適用勻強(qiáng)磁場(chǎng)0 00.02N0.02N水平向右水平向右0.02N0.02N垂直導(dǎo)線垂直導(dǎo)線斜向左上方斜向左上方例例3 3、將長(zhǎng)度為、將長(zhǎng)度為20cm20cm、通有、通有0.1A0.1A電流的直電流的直導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如導(dǎo)線放入一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電流與磁場(chǎng)的方向如圖所示，已

5、知磁感應(yīng)強(qiáng)度為圖所示，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T1T。試求出下列各。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向IBIB3 0IB如果與磁感線垂直的平面內(nèi)的通電導(dǎo)線為一等如果與磁感線垂直的平面內(nèi)的通電導(dǎo)線為一等邊直角三角形的兩條直角邊，此時(shí)電流受到的安培力邊直角三角形的兩條直角邊，此時(shí)電流受到的安培力怎樣求？大小多少？方向怎樣？?jī)闪Φ暮狭Υ笮》较蛟鯓忧?？大小多少？方向怎樣？?jī)闪Φ暮狭Υ笮》较蛟鯓?？如果電流沿怎樣？如果電流沿ab邊從邊從a到到b，ab邊受安培力多大？邊受安培力多大？如果是一閉合回路如果是一閉合回路受力又是多少受力又是多少?B BI IB BI IB BR R

6、I IB B平衡。平衡。例例5 5：如圖，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在：如圖，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵磁鐵N N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且極附近，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(yùn)動(dòng)？電流后，判斷線圈如何運(yùn)動(dòng)？法法1、電流元分析法、電流元分析法法法2、等效分析法、等效分析法環(huán)形電流可等效為小磁針，通電螺線管可等效為環(huán)形電流可等效為小磁針，通電螺線管可等效為條形磁鐵。條形磁鐵。特殊位置分析法特殊位置分析法:NS例例6 6：如圖所示，把一重力不計(jì)的通電導(dǎo)線：如圖所示，把一重力不計(jì)的通電導(dǎo)線水平

7、放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I I時(shí)，時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是( (從上往下看從上往下看) )A.A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降；順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降；B.B.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升；順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升；C.C.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降；逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降；D.D.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升；逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升；例例7.7.如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于如圖所示，蹄形磁體用懸線懸于O O點(diǎn)，點(diǎn)，在磁鐵的正下方有一水平放置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)在磁鐵的正下方有一水平放

8、置的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)導(dǎo)線中通以由左向右的電流時(shí)，蹄形磁鐵的運(yùn)動(dòng)情況將是動(dòng)情況將是( )( )A A靜止不動(dòng)靜止不動(dòng)B B向紙外平動(dòng)向紙外平動(dòng)C CN N極向紙外，極向紙外，S S極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)極向紙內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)D DN N極向紙內(nèi)，極向紙內(nèi)，S S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)例例8 8、兩條直導(dǎo)線相互垂直，如圖所示，但相隔一個(gè)小距離，、兩條直導(dǎo)線相互垂直，如圖所示，但相隔一個(gè)小距離，其中一條其中一條ABAB是固定的，另一條是固定的，另一條CDCD能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)直流電流按能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)直流電流按圖示方向通入兩條導(dǎo)線時(shí)，圖示方向通入兩條導(dǎo)線時(shí)，CDCD導(dǎo)線將（導(dǎo)線將（ ）A

9、 A、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABABB B、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線ABABC C、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線ABABD D、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABABABCDII 自由自由固定固定FF 結(jié)論：兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電結(jié)論：兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢(shì)流方向相同的趨勢(shì)例題例題4、利用結(jié)論法：結(jié)論一：兩電流平行時(shí)，同向電流之間相互吸引，反向電流相互排斥；結(jié)論二：兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且方向相同的趨勢(shì)。例例9.9

10、.通電矩形導(dǎo)線框通電矩形導(dǎo)線框abcdabcd與無限長(zhǎng)與無限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線通電直導(dǎo)線MNMN在同一平面內(nèi)，電流在同一平面內(nèi)，電流方向如圖所示，方向如圖所示，abab邊與邊與NMNM平行。判平行。判斷線框?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)斷線框?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)MNabcdI1I2MNI1BabcdI2例例1010 、如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在、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)線其正中央的上方固定一根直導(dǎo)線MNMN，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，給導(dǎo)線通以由直，給導(dǎo)線通以由N N向向M M的電流，則的電流，則( ( ) )A. A. 磁鐵對(duì)桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用磁鐵對(duì)桌面壓力減

11、小，不受桌面的摩擦力作用B. B. 磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，受桌面的摩擦力作用磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，受桌面的摩擦力作用C. C. 磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，受桌面的摩擦力作用磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，受桌面的摩擦力作用D. D. 磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，不受桌面摩擦力作用磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，不受桌面摩擦力作用A應(yīng)用二應(yīng)用二-安培力作用下物體的平衡問題：安培力作用下物體的平衡問題：F例11.把一根柔軟的螺旋形彈簧豎直懸掛起來,使它的下端剛好跟杯里的水銀面接觸,并使它組成如圖所示的電波,當(dāng)開關(guān)接通后,將看到的現(xiàn)象 是( )A.彈簧向上收縮B.彈簧被拉長(zhǎng)C.彈簧上下振動(dòng)D.彈簧仍靜止不動(dòng)S例12.如圖所示，向

12、一根松弛的導(dǎo)體線圈中通以電流,線圈將會(huì)( )A.縱向收縮,徑向膨脹B.縱向伸長(zhǎng),徑向膨脹C.縱向伸長(zhǎng),徑向收縮D.縱向收縮,徑向收縮縱向例13.如圖所示，一根有質(zhì)量的金屬棒MN，兩端用細(xì)軟導(dǎo)線連接后懸于a、b兩點(diǎn)，棒的中部處于方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，棒中通有電流，方向從M流向N，些時(shí)懸線上有拉力，為了使拉力等于零，可以( )A.適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B.使磁場(chǎng)反向C.適當(dāng)增大電流D.使電流反向MNabF例14.在圖中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，有一段長(zhǎng)L，通有電流為I的直導(dǎo)線ab，電流方向從a到b，則導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力大小和方向如何？并將立體圖改畫為平面圖BBabFBB例例15：在傾斜角為在傾斜角

13、為的光滑斜面上的光滑斜面上,置置一通有電流一通有電流I,長(zhǎng)為長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)質(zhì) 量為量為m的導(dǎo)的導(dǎo) 體棒，體棒，如圖所示如圖所示,在豎直向上的磁場(chǎng)中靜止，在豎直向上的磁場(chǎng)中靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為為_. FBNmg例例16.16.如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.20.2m m，與水，與水平面夾角為平面夾角為45450 0，金屬棒，金屬棒MNMN的質(zhì)量為的質(zhì)量為0.10.1kgkg，處在豎，處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為1 1T T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電源電動(dòng)勢(shì)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電源電動(dòng)勢(shì)為為6V6V，內(nèi)阻為，內(nèi)阻為11，為使，為使MNMN處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電阻處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電阻R R應(yīng)為多少？應(yīng)為多少？( (其他電阻不計(jì)其他電阻不計(jì)) )例例1717、如圖所示，在傾角為、如圖所示，在傾角為3030o o的斜面上，放置兩條寬的斜面上，放置兩條寬L L0.5m0.5m的光滑平行導(dǎo)軌，將電源、滑動(dòng)變阻器用導(dǎo)線連的光滑平行導(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)量為接在導(dǎo)軌上，在導(dǎo)軌上橫放一根質(zhì)量