光的原理課件10.3 磁場對通電直導(dǎo)線的作用力

10.3磁場對通電直導(dǎo)線的作用力安培力的大小磁場對通電平面線圈的作用力矩

問題引入安培力的方向

磁場對電流（通電導(dǎo)線）的作用力，叫做安培力。安培力的方向如何判斷？安培力的大小如何計算？問題引入

1.左手定則伸開左手，使拇指與四指在同一平面內(nèi)且互相垂直，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流的方向，則拇指所指的就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向。

一、安培力的方向

二、安培力的大小

安培定律在勻強磁場中，當載流導(dǎo)線與磁場方向垂直時，導(dǎo)線所受安培力的大小等于導(dǎo)線中的電流I、導(dǎo)線長度l、磁感強度B的乘積，這就是安培定律。

F=0BIBI

當通電導(dǎo)線不與磁感線垂直時，它受到的安培力比導(dǎo)線與磁感線垂直時所受到的安培力??；當通電導(dǎo)線與磁感線平行時，導(dǎo)線不受安培力作用。BIl

三、磁場對通電平面線圈的作用力矩

如圖所示，把一面積為S

的單匝通電矩形線圈放入勻強磁場中，線圈平面和磁感線方向平行。線圈頂邊ad和底邊bc所受的安培力Fad和Fbc大小相等，方向相反，作用在軸線方向，彼此平衡。邊ab和cd與磁感線垂直，F(xiàn)ab和Fcd大小相等，方向相反，但不在一條直線上，因而要產(chǎn)生力矩。從上向下看左圖，如右圖所示。abcdFabFbcFcdFadIBadFabFcdBOI.M=B

I

S

當θ

=0o，即線圈平面與磁感線平行時，線圈所受力矩最大。

當θ

=90o

，即線圈平面跟磁感線垂直時，線圈所受力矩為零。M=0adFabFcdBI

例1如圖所示，在

B

=0.20T

勻強磁場中，有一段長

l

=

0.50

m，并與磁感線垂直放置的直導(dǎo)線。當直導(dǎo)線中有I=2.0

A電流通過時，直導(dǎo)線所受的磁場力有多大？方向如何？如果直導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)90o，其他量不變，則直導(dǎo)線受到力又是多大？BI

解：當直導(dǎo)線與磁感線垂直時，受到安培力為

根據(jù)左手定則，直導(dǎo)線受到的安培力方向垂直向里。

如果直導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)90o，則直導(dǎo)線受到安培力為零。

例2在磁感應(yīng)強度為0.5T的勻強磁場中，有一段長10cm的直導(dǎo)線與磁場方向垂直放置，如圖所示。當直導(dǎo)線中通過1.0A電流時,它所受的安培力是多大?方向如何？

解：根據(jù)安培力的公式，直導(dǎo)線所受磁場力為：

F=I

l

B

由左手定則知，力的方向垂直于磁場和電流確定的平面，即垂直紙面向里。BI

=10×0.1×1.0N=1.0NF

練習(xí)2.如圖所示，在磁感應(yīng)強度為

0.03T

的勻強磁場中，有一根與磁場方向垂直，長8.0

cm

的通電直導(dǎo)線ab，它受到的磁場力是0.012N，方向垂直于紙面向外，求導(dǎo)線ab中通過電流的大小和方向。Bab1.下列圖中已標明I、B、F三個物理量中兩個量的方向，試分別標出第三量的方向。BFBI×IF..F知識窗超導(dǎo)磁懸浮

磁懸浮的構(gòu)想由德國工程師赫爾曼·肯佩爾于1922年提出。所謂磁懸浮，就是利用超導(dǎo)體間強磁場產(chǎn)生的強大斥力作用，將物體懸空托起。磁懸浮列車用電磁力將列車浮起而取消輪軌，從而避免了接觸摩擦阻力，時速可超過500km/h。

超導(dǎo)磁懸浮列車在我國已成為現(xiàn)實。上海磁懸浮線總投資約89億元人民幣。作為