第四節(jié) 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力(兩課時(shí))

1、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力與哪些因素有關(guān)？通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力與哪些因素有關(guān)？當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直垂直時(shí)，時(shí)，演示演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：按照?qǐng)D所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。：按照?qǐng)D所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。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。通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力稱為安培力通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力稱為安培力一、安培力的方向一、安培力的方向IBF2 2、上下交互磁場(chǎng)的位置以改變磁、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場(chǎng)的方向，觀察受力方向是否變化FIBFIBIBF伸開左手，使拇指與四指在

2、同一平面內(nèi)并跟伸開左手，使拇指與四指在同一平面內(nèi)并跟四指垂直，讓磁感線四指垂直，讓磁感線手心，四指指向電流的方手心，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。向，這時(shí)拇指所指的就是通電導(dǎo)體所受安培力的向。 BIFI安培力安培力F 的方向總是垂的方向總是垂直于電流直于電流I 與磁感應(yīng)強(qiáng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度度B 所確定的平面所確定的平面 BFBB 關(guān)于垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)關(guān)于垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向，正確的說(shuō)法是線所受磁場(chǎng)力的方向，正確的說(shuō)法是A跟磁場(chǎng)方向垂直，跟電流方向平行跟磁場(chǎng)方向垂直，跟電流方向平行B跟電流方向垂直，跟磁場(chǎng)方向平行跟電流方向垂直，跟磁場(chǎng)方向平

3、行C既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直直D既不跟磁場(chǎng)方向垂直，又不跟電流方既不跟磁場(chǎng)方向垂直，又不跟電流方向垂直向垂直 答案答案CFIBFIBBBIFBI3 0FFIIIBBB畫出圖中第三者的方向。畫出圖中第三者的方向。問題：?jiǎn)栴}：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會(huì)通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用會(huì)通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用 用學(xué)過(guò)的知識(shí)加以分析用學(xué)過(guò)的知識(shí)加以分析同向電流相互吸引。同向電流相互吸引。反向電流相互排斥。反向電流相互排斥。結(jié)論結(jié)論: :FFF同向電流F反向電流1.1.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí): :BIF2、電流

4、與磁場(chǎng)方電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁場(chǎng)向平行時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力對(duì)電流的作用力為零為零NSI問題問題: :如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？B BIIB B0o0F 90OFIBL把磁感應(yīng)強(qiáng)度把磁感應(yīng)強(qiáng)度B B分解為兩個(gè)分量：分解為兩個(gè)分量：一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直一個(gè)分量與導(dǎo)線垂直 B B1 1=Bsin=Bsin另一分量與導(dǎo)線平行另一分量與導(dǎo)線平行 B B2 2=Bcos=Bcos平行于導(dǎo)線的分量平行于導(dǎo)線的分量B B2 2不對(duì)通電導(dǎo)線產(chǎn)生作不對(duì)通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由B B1 1決定決定即即F=ILBF=ILB1 1F=ILBsinF=

5、ILBsinB B2 2B B1 1將將B B1 1=Bsin=Bsin代入得代入得通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向不垂直不垂直的情況的情況3.3.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾角為當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾角為時(shí)時(shí): :3.3.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾角為當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾角為時(shí)時(shí): :BFBB對(duì)公式的理解對(duì)公式的理解不僅與B、I、L大小有關(guān)，還與放置方式有關(guān)L是有效長(zhǎng)度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度說(shuō)說(shuō)下面各圖的有效長(zhǎng)度如圖所示，如圖所示，L=0.2cm，I=0.2A，B=0.5T，求該導(dǎo)線所受安培力是多大？方，求該導(dǎo)線所受安培力是多大？方向如何？向如何？I大小為大小為110-4N 第第2課時(shí)課時(shí)復(fù)習(xí)復(fù)習(xí): :安培

6、力安培力-磁場(chǎng)通電導(dǎo)線的作用磁場(chǎng)通電導(dǎo)線的作用2、安培力的大小特點(diǎn)：不僅與B、I、L有關(guān)，還與放置方式有關(guān)L是有效長(zhǎng)度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度3、安培力、磁感強(qiáng)度、電流三者方向關(guān)系、安培力、磁感強(qiáng)度、電流三者方向關(guān)系安培力的方向總垂直于電流和磁感線所確定的平面安培力的方向總垂直于電流和磁感線所確定的平面已知已知F和和B的方向，當(dāng)導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可唯一確定電流的方向，當(dāng)導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可唯一確定電流I的方向的方向已知電流已知電流I和和B的方向，可用左手定則唯一確定的方向，可用左手定則唯一確定F的方向的方向已知已知F和和I的方向，磁感強(qiáng)度的方向，磁感強(qiáng)度B的方向不能唯一確定的方向不能唯一確定做一

7、做做一做1 1、如圖所示的四種情況，通電導(dǎo)體均置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)、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（中，其中通電導(dǎo)線不受安培力的是（ ）鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)CNS電流微元法、特殊位置法、等效法分析運(yùn)動(dòng)電流微元法、特殊位置法、等效法分析運(yùn)動(dòng)2 2 、如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正、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)線中央的上方固定一根直導(dǎo)線MNMN，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直，給導(dǎo)線通以由給導(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)桌面壓力減小，不受桌

8、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ANS練習(xí)1、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AB是固定的，另一條CD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)，CD導(dǎo)線將（ ）A、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABB、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線ABC、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開導(dǎo)線ABD、逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近導(dǎo)線ABABCD

9、IIA練習(xí)練習(xí)2通電矩形導(dǎo)線框通電矩形導(dǎo)線框abcd與無(wú)限與無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線長(zhǎng)通電直導(dǎo)線MN在同一平面內(nèi)，在同一平面內(nèi)，電流方向如圖所示，電流方向如圖所示，ab邊與邊與NM平平行。關(guān)于行。關(guān)于MN的磁場(chǎng)對(duì)線框的作用，的磁場(chǎng)對(duì)線框的作用，下列敘述正確的是（下列敘述正確的是（ ）A、線框有兩條邊所受的安培力方、線框有兩條邊所受的安培力方向相同；向相同；B、線框有兩條邊所受的安培力大、線框有兩條邊所受的安培力大小相同；小相同；C、線框所受安培力的合力朝左；、線框所受安培力的合力朝左；D、cd所受安培力對(duì)所受安培力對(duì)ab邊的力矩不邊的力矩不為零；為零；MNabcdI1I2正確答案：正確答案：B、CMN

10、I1BabcdI2練習(xí)練習(xí)3 ：如圖所示，固定螺線管：如圖所示，固定螺線管M右側(cè)有一正方形線右側(cè)有一正方形線框框abcd，線框內(nèi)通有恒定電流，其流向?yàn)椋€框內(nèi)通有恒定電流，其流向?yàn)閍bcd，當(dāng)閉，當(dāng)閉合開關(guān)合開關(guān)S后，線框運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)為后，線框運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)為（ ）Aab向外，向外，cd向里轉(zhuǎn)動(dòng)且向向里轉(zhuǎn)動(dòng)且向M靠攏靠攏Bab向里，向里，cd向外轉(zhuǎn)動(dòng)且遠(yuǎn)離向外轉(zhuǎn)動(dòng)且遠(yuǎn)離MCad向外，向外，bc向里轉(zhuǎn)動(dòng)且向向里轉(zhuǎn)動(dòng)且向M靠攏靠攏Dad向里，向里，bc向外轉(zhuǎn)動(dòng)且遠(yuǎn)離向外轉(zhuǎn)動(dòng)且遠(yuǎn)離MA1 1 、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)線連接的光滑平行導(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)量為在導(dǎo)軌上，在導(dǎo)軌上橫放一根質(zhì)量為m m0.2kg0.2kg的金屬棒的金屬棒abab，電源電動(dòng)勢(shì)，電源電動(dòng)勢(shì)E E12V12V，內(nèi)阻，內(nèi)阻r r0.30.3，磁場(chǎng)方向垂直