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文檔簡介

3 4磁場對通電導體的作用力 安培力 概念 通電導線在磁場中受到的力安培力的方向 左手定則 安培力的方向 磁感應強度方向 電流方向遵循左手定則 左手定則 伸開左手使拇指與其余四個手指垂直 并且都與手掌在同一平面內 讓磁感應線從掌心進入 并使四指指向電流的方向 這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受安培力的方向 例1 利用左手定則判斷下列通電導體在磁場中所受的安培力方向 30 30 例 利用左手定則判斷下列通電導體在磁場中所受的安培力方向 安培力的大小 公式 F BIL 此時BIL三者關系為兩兩垂直 F B I方向關系示意圖 B I F 討論 若B與I不垂直時 F安與B和I方向關系可以概括為那句話 這時左手定則對磁感應線有何要求 當磁感應強度B的方向與I的方向成 角時 它可以分解為與導線垂直的分量B 和與導線平行的分量B B Bsin B Bcos 其中B 不產生安培力 導線所受到的安培力只是B 產生的 由此又可以得到F ILBsin 當B與I不垂直時F B I的關系示意圖 B I F B B 總結 不管B與I是否垂直 F都垂直與B和I所決定的平面 兩條平行直導線的相互作用分析 同向電流 反向電流 安培力作用下通電導體的平衡 和高一力學平衡問題比較 只是受力分析時多了一個安培力 安培力是性質力 注意畫出通電導線受力的平面圖 正視圖或側視圖 必要時結合閉合電路歐姆定律等進行分析 例 在圖3中 勻強磁場磁感應強度為B 有一段長L 通有電流為I的直導線ab 電流方向從a到b 則導線所受磁場力大小和方向如何 并將立體圖改畫為平面圖 ABCDF F F F 方向方向方向方向 分析與解 注意B與L空間垂直 并善于將立體圖改畫為平面圖后 由 左手定則 判定安培力方向 沿a至b方向去看 改畫后的平面圖為 ABCD以上四種情況安培力大小均為 方向如圖 例 水平放置的兩個平行金屬軌道相距0 2m上面有一質量為0 04kg的均勻金屬棒ab 電源電動勢為 V 內阻為0 5 滑動變阻器調到2 5 時 要在金屬棒所在位置施加一個垂直與ab的勻強磁場 才能使金屬棒ab對軌道的壓力恰好為零 求勻強磁場的大小和方向 若保持磁感應強度B的大小不變 方向順時針轉37 此時ab仍然靜止 則軌道對ab的支持力和摩擦力為多大 例 ab的質量為m 電阻為R靜止在光滑斜金屬導軌上 導軌間距為d電阻不計 傾角為 系統(tǒng)處在磁感應強度為B豎直向上的勻強磁場中 ab靜止 r 則電源電動勢E的大小 例 Ab質量為m置于傾角為 的導軌上 導軌的寬度為d 桿與導軌間的動摩擦因素為 有電流時ab恰好靜止在導軌上 如圖所示 它的四個側視圖中標出的可能勻強場方向 其中桿與導軌之間的摩擦力可能為 的圖是 B D AB 例 兩條導線互相垂直 但相隔一小段距離 其中ab固定 cd可以自由活動 當通以如圖所示電流后 cd導線將 A 順時針方向轉動 同時靠近a

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