通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力安培力

§3.4通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力磁場(chǎng)對(duì)電流的作用安培力(Ampereforce)的方向1、定義：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力稱為安培力，是為了紀(jì)念安培而命名的。

實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。思考與討論在電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就是正電荷所受電場(chǎng)力的方向。那么，在磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是不是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向呢？實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析試畫(huà)出下述兩實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正視圖：BBIFIF左手定則（left-handrule）

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：安培力的方向既跟磁場(chǎng)方向垂直F⊥B，又跟電流方向垂直F⊥I，故安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面，即：F安⊥BI平面伸開(kāi)左手：磁感線——垂直穿入手心四指——指向電流的方向大拇指——所受安培力的方向思考與討論如圖所示，當(dāng)通電導(dǎo)線的電流垂直紙面向外，磁場(chǎng)豎直向上時(shí)，導(dǎo)線所受的安培力水平向左，現(xiàn)在若將電流方向和磁場(chǎng)的方向同時(shí)反向，則安培力的方向是不是也反向？BIFBIF結(jié)論：當(dāng)電流方向和磁場(chǎng)方向同時(shí)反向時(shí)，安培力方向不變。安培力(Ampereforce)的大小I⊥B，且為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，此時(shí)電流所受的安培力最大3、實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向一致時(shí)(即I∥B)，電流所受的安培力最小，等于零；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，所受安培力介于最大值和最小值之間：1、大?。寒?dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力的大小，既與導(dǎo)線的長(zhǎng)度成正比，又與導(dǎo)線中的電流I成正比，即與I和L的乘積成正比。2、公式：F=BIL條件：F安=BILsinθBIθB⊥B∥LF=BILF=BIL中的L為有效長(zhǎng)度LLL思考與討論試指出下述各圖中的安培力的大小。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)在實(shí)驗(yàn)室中，常用到一種測(cè)電流強(qiáng)弱和方向的電學(xué)儀器——電流表，它就是根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)電流作用的安培力制成的。磁電式電流表電流表的構(gòu)造在一個(gè)很強(qiáng)的蹄形磁鐵的兩極間，有一個(gè)固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個(gè)螺旋彈簧和一個(gè)指針，線圈的兩端分別接在這兩個(gè)螺旋彈簧上，被測(cè)電流經(jīng)過(guò)這兩個(gè)彈簧流入線圈。蹄形磁鐵鐵芯繞有線圈的鋁框螺旋彈簧指針刻度表電流表構(gòu)造中最大的特點(diǎn)就是在蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場(chǎng)是均勻地輻向分布的（即沿直徑方向分布），如圖所示。這樣的構(gòu)造使得線框在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，其平面始終與磁場(chǎng)平行，即受到安培力的線框中的兩邊始終與磁場(chǎng)垂直。電流表的構(gòu)造電流表的特點(diǎn)1、靈敏度高，可以測(cè)量很弱的電流，但是繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過(guò)的電流很??；2、電流和安培力成正比，所以電流表的刻度是均勻的；3、電流方向改變，安培力方向也改變，線圈朝相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。思考與討論在玻璃器皿的中心，放一個(gè)圓柱形的電極，沿邊緣內(nèi)壁放一個(gè)圓環(huán)形電極，把它們分別與電池的兩極相連，然后再在玻璃器皿中放入導(dǎo)電液體，例如鹽水，若把玻璃器皿放在磁場(chǎng)中，如圖所示，那么液體會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)嗎？如果轉(zhuǎn)？往什么方向轉(zhuǎn)？逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)ABD1、下列說(shuō)法中正確的是（）A、電荷處在電場(chǎng)強(qiáng)度為零的地方，受到的電場(chǎng)力一定為零B、一小段通電導(dǎo)線放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的地方，受到的安培力一定為零C、一小段通電導(dǎo)線在某處不受磁場(chǎng)力的作用，則該處磁感應(yīng)強(qiáng)度為零D、電荷在某處不受電場(chǎng)力的作用，則該處電場(chǎng)為零課堂練習(xí)BCD

2、一根長(zhǎng)為0.2m的電流為2A的通電導(dǎo)線，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，受到的安培力大小可能是（）A、0.4N B、0.2N C、0.1N D、0×3、試畫(huà)出下列各圖中安培力的方向：課堂練習(xí)

6、在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，有一個(gè)垂直磁感線的環(huán)形線圈，通有順時(shí)針電流I，如圖所示，則下列敘述中正確的是

A、環(huán)形線圈所受的磁力的合力為零

B、環(huán)形線圈所受的磁力的合力不為零

C、環(huán)形線圈有收縮的趨勢(shì)

D、環(huán)形線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)AD課堂練習(xí)A7、在赤道上空，水平放置一根通以由西向東的電流的直導(dǎo)線，則此導(dǎo)線()A、受到豎直向上的安培力B、受到豎直向下的安培力C、受到由南向北的安培力D、受到由西向東的安培力課堂練習(xí)D

9、兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，其中AB固定，CD可自由活動(dòng)，當(dāng)通以如圖所示電流后，CD導(dǎo)線將（）A、順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近AB B、逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)ABC、順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開(kāi)AB D、逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近AB課堂練習(xí)10、試討論下列各圖中通電導(dǎo)體棒ab在不計(jì)重力的情況下，將如何運(yùn)動(dòng)？

結(jié)論:俯視圖可知,逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)向下運(yùn)動(dòng)。課堂練習(xí)

11、下列措施可以提高電流表線圈的靈敏度的是（注：電表的靈敏度可以表示為θ/I=NBS/k）（）

A、增加線圈的匝數(shù)；

B、增強(qiáng)磁極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

C、減小線圈的電阻；

D、換用不易扭轉(zhuǎn)的彈簧AB課堂練習(xí)A課堂練習(xí)12、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長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向外的電流，則（）A．磁鐵對(duì)桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用B．磁鐵對(duì)桌面壓力減小，受到桌面的摩擦力作用C．磁鐵對(duì)桌面壓力增大，不受桌面的摩擦力作用D．磁鐵對(duì)桌面壓力增大，受到桌面的摩擦力作用14、如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距