通電導(dǎo)線在磁場中受到的力安培力

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

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

實驗結(jié)論：安培力的方向既跟磁場方向垂直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，磁場豎直向上時，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的方向同時反向，則安培力的方向是不是也反向？BIFBIF結(jié)論：當(dāng)電流方向和磁場方向同時反向時，安培力方向不變。安培力(Ampereforce)的大小I⊥B，且為勻強(qiáng)磁場，此時電流所受的安培力最大3、實驗表明，當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向一致時(即I∥B)，電流所受的安培力最小，等于零；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向斜交時，所受安培力介于最大值和最小值之間：1、大?。寒?dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時，通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力的大小，既與導(dǎo)線的長度成正比，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，我們曾提到兩條互相平行的通電直導(dǎo)線，當(dāng)通以同向電流時互相吸引，而通以反向電流時會互相排斥，試用剛學(xué)的知識解釋。ABCDA的磁場F安A對BC的磁場F安C對DF安B對AF安D對CB的磁場D的磁場在實驗室中，常用到一種測電流強(qiáng)弱和方向的電學(xué)儀器——電流表，它就是根據(jù)磁場對電流作用的安培力制成的。磁電式電流表電流表的構(gòu)造在一個很強(qiáng)的蹄形磁鐵的兩極間，有一個固定的圓柱形鐵芯，鐵芯外面套有一個可以繞軸轉(zhuǎn)動的鋁框，鋁框上繞有線圈，鋁框的轉(zhuǎn)軸上裝有兩個螺旋彈簧和一個指針，線圈的兩端分別接在這兩個螺旋彈簧上，被測電流經(jīng)過這兩個彈簧流入線圈。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)造中最大的特點就是在蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場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)動過程中，其平面始終與磁場平行，即受到安培力的線框中的兩邊始終與磁場垂直。電流表的構(gòu)造電流表的特點1、靈敏度高，可以測量很弱的電流，但是繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流很?。?、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。思考與討論在玻璃器皿的中心，放一個圓柱形的電極，沿邊緣內(nèi)壁放一個圓環(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中，如圖所示，那么液體會轉(zhuǎn)動嗎？如果轉(zhuǎn)？往什么方向轉(zhuǎn)？逆時針旋轉(zhuǎn)ABD1、下列說法中正確的是（）A、電荷處在電場強(qiáng)度為零的地方，受到的電場力一定為零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力的作用，則該處電場為零課堂練習(xí)BCD

2、一根長為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B中，有一個垂直磁感線的環(huán)形線圈，通有順時針電流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

D、環(huán)形線圈有擴(kuò)張的趨勢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，當(dāng)通以如圖所示電流后，CD導(dǎo)線將（）A、順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近AB B、逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開ABC、順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開AB D、逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近AB課堂練習(xí)10、試討論下列各圖中通電導(dǎo)體棒ab在不計重力的情況下，將如何運(yùn)動？

結(jié)論:俯視圖可知,逆時針轉(zhuǎn)動,同時向下運(yùn)動。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．磁鐵對桌面壓力減小，不受桌面的摩擦力作用B．磁鐵對桌面壓力減小，受到桌面的摩擦力作用C．磁鐵對桌面壓力增大，不受桌面的摩擦力作用D．磁鐵對桌面壓力增大，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