磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用安培力

磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用安培力目前一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)法國(guó)的科學(xué)家安培于1820年首先發(fā)現(xiàn)了這種力，為了紀(jì)念安培的貢獻(xiàn)，后來(lái)人們把磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力稱為安培力。

安

培（1775～1836年）目前二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)（一）首先我們一起來(lái)研究一下安培力的大小與哪些因素有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：注意：線框下端與磁場(chǎng)方向垂直放置.目前三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)1.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)：一、安培力的大小②B為勻強(qiáng)磁場(chǎng)①B⊥I條件：F=ILBF=0FIBI2.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)：B目前四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)B1B2３.當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向夾θ角時(shí)：F=ILBsinθ（B為勻強(qiáng)磁場(chǎng)）（θ為磁場(chǎng)和導(dǎo)線夾角）目前五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)對(duì)公式的理解：★F不僅與B、I、L有關(guān)，還與放置方式有關(guān)★L(fēng)是有效長(zhǎng)度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度（首尾連接的直線）★I與B不垂直，把L朝垂直B方向投影

F＝B⊥IL＝BILsinθF＝BIL★只有一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中或者只有一部分通電★一般只適用勻強(qiáng)磁場(chǎng)★n匝通電線圈部分在磁場(chǎng)中：F＝nBIL目前六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)只交換磁極位置只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)方向受力方向改變改變不變目前七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)二.安培力的方向左手定則：伸開(kāi)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。BIF目前八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)I目前九頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)IB目前十頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)IBF目前十一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)IBFB目前十二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)IBFBB目前十三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)IBFBB安培力F的方向總是垂直于電流I與磁感應(yīng)強(qiáng)度B所確定的平面目前十四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)【典型例題】例題1：畫(huà)出圖中通電導(dǎo)線所受安培力的方向。注意：使用哪只手來(lái)判斷呢？FFF目前十五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)IFB××××××××××××××××FI例題2：畫(huà)出圖中第三個(gè)物理量的方向。目前十六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)×BFBF分析受到的安培力時(shí),要善于把立體圖,

改畫(huà)成易于分析受力的平面圖形.aBθbBθba×θθ把下列立體圖演變成平面圖目前十七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)bBa.FF=BIL.BFB.F=BIL×

bBa目前十八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)活動(dòng)：電流與電流之間是否有力的作用？結(jié)論:同向電流相互吸引；反向電流相互排斥目前十九頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)思考：請(qǐng)你應(yīng)用左手定則分析兩平行直導(dǎo)線間的作用力方向。ABDCABDC×××××···············×××××···············×××××·····××××××××××·····×××××··········平行直導(dǎo)線間的相互作用：同向電流互相吸引；異向電流互相排斥。目前二十頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)思考：如圖所示，通電直導(dǎo)線AB固定，CD可以自由移動(dòng)，請(qǐng)你判斷通電后CD的運(yùn)動(dòng)情況兩相交直導(dǎo)線間的相互作用：有轉(zhuǎn)到同向的趨勢(shì)。ABDC×××××·····××××××××××··········FF目前二十一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)1、安培力的大?。?、安培力的方向——左手定則1）當(dāng)I

B，F(xiàn)=ILB2）當(dāng)I

//B，F(xiàn)=03）當(dāng)I與B有夾角時(shí),F=ILB

sin安培力對(duì)公式的理解★安培力不僅與B、I、L大小有關(guān)，還與放置方式有關(guān)★L(fēng)是有效長(zhǎng)度，不一定是導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度★一般只適用勻強(qiáng)磁場(chǎng)目前二十二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)專題：非勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流作用力目前二十三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)例1：如圖，把輕質(zhì)銅導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直于線圈平面。當(dāng)線圈內(nèi)通入如圖所示的電流后，判斷線圈如何運(yùn)動(dòng)？NS目前二十四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)NSFFB×·SN一、微元法目前二十五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)SNNS二、等效法1、把環(huán)形電流等效為一個(gè)條形磁鐵目前二十六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)NS2、把條形磁鐵等效為一個(gè)環(huán)形電流二、等效法目前二十七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)變式練習(xí)SN在條形磁鐵的N極附近懸掛一個(gè)鋁制線圈，線圈與磁鐵位于同一水平面內(nèi)，當(dāng)電流方向如圖所示時(shí)，線圈將（）A.靠近磁體平行移動(dòng)B.遠(yuǎn)離磁鐵平行移動(dòng)C.從上向下看順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵D.從上向下看逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近磁鐵D目前二十八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)SNNSNS等效法NS目前二十九頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)例2：把一重力不計(jì)可以自由移動(dòng)的通電直導(dǎo)線AB水平放在蹄形磁鐵的正上方，當(dāng)通以圖示中的電流時(shí)，導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是（從上向下看）（）A.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降B.順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升C.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)下降D.逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)上升NSCFFNS×F目前三十頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)例3：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)線通以垂直紙面向里的電流，用N表示磁鐵對(duì)桌面的壓力，用f表示桌面對(duì)磁鐵的摩擦力，則導(dǎo)線通電后與通電前相比（）A.N減小，f=0B.N減小，f≠0C.N增大，f=0D.N增大，f≠0SN×BFFC變形：如果把導(dǎo)線移至S極上方，則又如何？SN×BFFN增大，f向左轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法目前三十一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)四、處理導(dǎo)線受到安培力的一般思路

1、分析受到的安培力時(shí),要善于把立體圖,改畫(huà)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應(yīng)用安培力應(yīng)注意的問(wèn)題1、畫(huà)出立體圖的側(cè)視圖（由近向遠(yuǎn)看）解題思路2、對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析3、通過(guò)受力平衡條件列出平衡方程4、計(jì)算結(jié)果（二力平衡，三力平衡）或牛頓第二定律方程目前三十二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)例

.如圖所示質(zhì)量為m=50g的銅棒，長(zhǎng)L＝10cm，用長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的兩根軟導(dǎo)線水平地懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1/3T，通電后，棒向紙外偏轉(zhuǎn)的最大偏角θ＝37°，此銅棒中電流的大小為多少？mgTF安θBθAB目前三十三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)θ例：在傾斜角為θ的光滑斜面上,置一通有電流I,長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如圖所示,在豎直向上的磁場(chǎng)中靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B為_(kāi)________.

B=mgtanθ/ILXθmgFθ目前三十四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)引申1：欲使它靜止在斜面上,外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B

的最小值為_(kāi)_______,

方向________.引申2：欲使它靜止在斜面上,且對(duì)斜面無(wú)壓力,外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為_(kāi)________,方向________.XθGNFθB

mgsinθ=BILB=mgsinθ/ILmg=BILB=mg/ILXθGFB目前三十五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)【例3】如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距0.2m，與水平面夾角為450，金屬棒MN的質(zhì)量為0.1kg，處在豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，為使MN處于靜止?fàn)顟B(tài)，則電阻R應(yīng)為多少？(其他電阻不計(jì))【答案】R=0.2Ω目前三十六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)【例4】如圖所示，ab、cd為平行的金屬導(dǎo)軌，相距為L(zhǎng),其平面與水平面的夾角為300,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B豎直向上，一質(zhì)量為m的金屬棒放在導(dǎo)軌上。為了使導(dǎo)體棒靜止在導(dǎo)軌上，則通過(guò)棒的電流應(yīng)為多大？（設(shè)棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=）ααabcdB目前三十七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)

【例5】如圖所示:在磁感強(qiáng)度為2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一與水平面成37度角的導(dǎo)電軌道,軌道上放一可移動(dòng)的金屬桿ab，電源電動(dòng)勢(shì)為E=10伏,內(nèi)阻r=1歐,ab長(zhǎng)L=0.5m,質(zhì)量m為0.2kg,桿與軌道間的摩擦因數(shù)u=0.1,求接在軌道中的可變電阻R在什么范圍內(nèi),可使ab桿在軌道上保持靜止?(桿與軌道的電阻不計(jì))b目前三十八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十二點(diǎn)GFNf(1)摩擦力沿斜面向上:mgsinθ=Fcosθ+fN=mgcosθ+Fsinθf(wàn)=uNθθ(2)摩擦力沿斜面向下

mgsinθ+f=FcosθN=mgcosθ+Fsinθf(wàn)=uNF=(mgsinθ+umgc