1、磁場對通電導(dǎo)線作用力磁場對通電導(dǎo)線作用力習(xí)題課習(xí)題課IBFIBFBBFBI判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向IBIF二、安培力的大?。憾才嗔Φ拇笮。?（1） 在勻強(qiáng)磁場中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向在勻強(qiáng)磁場中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直垂直的情況下，導(dǎo)線所受安培力的情況下，導(dǎo)線所受安培力F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流電流I和導(dǎo)線的長度和導(dǎo)線的長度L三者的乘積。三者的乘積。 即：即： F=ILB（2 2）通電導(dǎo)線與磁場）通電導(dǎo)線與磁場平行平行時：時：F F0 0（3）即不平行也不垂直）即不平行也不垂直把磁感應(yīng)強(qiáng)度把磁感應(yīng)強(qiáng)度B B分解為兩個分量：分解為兩個

2、分量：一個分量與導(dǎo)線垂直一個分量與導(dǎo)線垂直 B B1 1=Bsin=Bsin另一分量與導(dǎo)線平行另一分量與導(dǎo)線平行 B B2 2=Bcos=Bcos平行于導(dǎo)線的分量平行于導(dǎo)線的分量B B2 2不對通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，不對通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由通電導(dǎo)線所受作用力僅由B B1 1決定。決定。即即F=ILBF=ILB1 1，將，將B B1 1=Bsin=Bsin代入得：代入得：F=ILBsinF=ILBsin0o0F 90OFIBLIBB2B1二、安培力的大小：二、安培力的大?。?（1） 在勻強(qiáng)磁場中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向在勻強(qiáng)磁場中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直垂直的情況下，導(dǎo)線

3、所受安培力的情況下，導(dǎo)線所受安培力F等于磁感應(yīng)強(qiáng)度等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流電流I和導(dǎo)線的長度和導(dǎo)線的長度L三者的乘積。三者的乘積。 即：即： F=ILB（2 2）平行時：）平行時：F F0 0（3）公式：）公式：F=I L B sin表示磁場方向與電流方向間的夾角表示磁場方向與電流方向間的夾角 在中學(xué)階段，在中學(xué)階段，F(xiàn)=I L B sin僅適用于勻強(qiáng)磁場僅適用于勻強(qiáng)磁場BACBI例例1 1：如圖所示，直角三角形：如圖所示，直角三角形ABCABC組成的導(dǎo)線組成的導(dǎo)線框內(nèi)通有電流框內(nèi)通有電流I I1A1A，并處在方向豎直向下，并處在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場的勻強(qiáng)磁場B B2T2T中，中，ACAC40

4、cm40cm， ，求三角形框架各邊所，求三角形框架各邊所受的安培力。受的安培力。030A 例例2 2：長度為：長度為20cm20cm的通電直導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場中，的通電直導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場中，電流的強(qiáng)度為電流的強(qiáng)度為1A1A，受到磁場作用力的大小為，受到磁場作用力的大小為2N2N，則磁感應(yīng)強(qiáng)度則磁感應(yīng)強(qiáng)度B B： （ ） A A、B B10T B10T B、B B10T10T C C、B10T DB10T D、不能確定、不能確定B例例3 3：如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中用兩根柔軟的細(xì)線：如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中用兩根柔軟的細(xì)線將金屬棒將金屬棒abab懸掛在水平位置上，金屬棒中通入由懸掛在水平位置上，金屬棒

5、中通入由a a到到b b的穩(wěn)定電流的穩(wěn)定電流I I，這時兩根細(xì)線被拉緊，現(xiàn)要想，這時兩根細(xì)線被拉緊，現(xiàn)要想使兩根細(xì)線對金屬棒拉力變?yōu)榱悖刹捎媚男┓绞箖筛?xì)線對金屬棒拉力變?yōu)榱?，可采用哪些方法：法?( )( )A A、適當(dāng)增大電流、適當(dāng)增大電流I I B B、將電流反向并適當(dāng)改變大小、將電流反向并適當(dāng)改變大小C C、適當(dāng)增大磁場、適當(dāng)增大磁場D D、將磁場反向并適當(dāng)改變大小、將磁場反向并適當(dāng)改變大小ACabI例例4 4：如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為：如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T1T的勻強(qiáng)磁場中，的勻強(qiáng)磁場中，有兩根相同的彈簧，下面掛一條長為有兩根相同的彈簧，下面掛一條長為0.5m0.5m，質(zhì)量，

6、質(zhì)量為為0.1kg0.1kg的金屬棒的金屬棒MNMN，此時彈簧伸長，此時彈簧伸長10cm10cm，欲使彈，欲使彈簧不伸長則棒上應(yīng)通過的電流的大小和方向如何？簧不伸長則棒上應(yīng)通過的電流的大小和方向如何？MNIB安培力作用下物體的運(yùn)動問題安培力作用下物體的運(yùn)動問題例例1 1：如圖，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在：如圖，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵磁鐵N N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且極附近，磁鐵的軸線穿過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？電流后，判斷線圈如何運(yùn)動？ 1、電流元分析法、電流元分析法1、電流元分析法

7、、電流元分析法法法1、電流元分析法、電流元分析法2、等效分析法、等效分析法環(huán)形電流可等效為小磁針，通電螺線管可等效為環(huán)形電流可等效為小磁針，通電螺線管可等效為條形磁鐵。條形磁鐵。例例2 2：如圖所示，把一重力不計的通電導(dǎo)線水平放：如圖所示，把一重力不計的通電導(dǎo)線水平放在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動，在蹄形磁鐵磁極的正上方，導(dǎo)線可以自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流當(dāng)導(dǎo)線通入圖示方向電流I I時，導(dǎo)線的運(yùn)動情況是時，導(dǎo)線的運(yùn)動情況是( (從上往下看從上往下看) )A.A.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降；順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降；B.B.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升；順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升；C.C

8、.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降；逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降；D.D.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升；逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升；NSNSIFFNSF3 3、特殊位置分析法、特殊位置分析法練習(xí)、如圖所示，在條形磁鐵練習(xí)、如圖所示，在條形磁鐵N N極附近懸掛一個圓極附近懸掛一個圓線圈，線圈與水平磁鐵位于同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈線圈，線圈與水平磁鐵位于同一平面內(nèi)，當(dāng)線圈中電流沿圖示的方向流動時，將會出現(xiàn)下列哪種中電流沿圖示的方向流動時，將會出現(xiàn)下列哪種情況？情況？A A線圈向磁鐵平移；線圈向磁鐵平移；B B線圈遠(yuǎn)離磁鐵平移；線圈遠(yuǎn)離磁鐵平移；C C從上往下看，線圈從上往下看，線圈順時針轉(zhuǎn)動，同時靠近磁鐵；順時針轉(zhuǎn)動，同

9、時靠近磁鐵；D D從上往下看，線圈逆時從上往下看，線圈逆時針轉(zhuǎn)動，同時靠近磁鐵針轉(zhuǎn)動，同時靠近磁鐵( C )同向相吸同向相吸異向相斥異向相斥4 4、利用結(jié)論法、利用結(jié)論法（1 1）兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流相）兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥?；ノ聪螂娏飨嗷ヅ懦?。設(shè)問】若兩電流不互相平行，情況將怎樣？設(shè)問】若兩電流不互相平行，情況將怎樣？ 自由自由固定固定FF （ 2）兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到）兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到相互平行且電流方向相同的趨勢。相互平行且電流方向相同的趨勢。例例3 3、兩條導(dǎo)線互相垂、兩條導(dǎo)線互相垂直，但相隔一小段距離，直，但相

10、隔一小段距離，其中其中ABAB固定，固定，CDCD可自可自由活動，當(dāng)通以如圖所由活動，當(dāng)通以如圖所示電流后，示電流后，CDCD導(dǎo)線將導(dǎo)線將_A.A.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近順時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近ABABB.B.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開ABABC.C.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開順時針方向轉(zhuǎn)動，同時離開ABABD.D.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時靠近ABABD D4 4、利用結(jié)論法：、利用結(jié)論法：（1 1）、兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流）、兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥。相互吸引，反向電流相互排斥。（2 2）、兩電流不

11、平行時，有轉(zhuǎn)動到相互平行且方）、兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到相互平行且方向相同的趨勢。向相同的趨勢。安培力作用下物體的平衡問題安培力作用下物體的平衡問題例、在傾斜角為例、在傾斜角為a a的光滑斜面上的光滑斜面上, ,置一通有電置一通有電流流I, ,長為長為L,L,質(zhì)量為質(zhì)量為m m的導(dǎo)體棒，如圖所示的導(dǎo)體棒，如圖所示, ,在在豎直向上的磁場中靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向上的磁場中靜止，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B B為為_._.變化變化2 2：欲使它靜止在斜面上：欲使它靜止在斜面上, , 外加磁場的磁感應(yīng)外加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度B B的最小值為的最小值為_,_,方向方向_._.變化變化1 1：欲使它靜止在斜面上：欲

12、使它靜止在斜面上, ,且對斜面無壓且對斜面無壓 力力, , 外加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度外加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B的值為的值為_, _, 方向方向_._. mgsina=BIL B=mgsina/ILmg=BIL B=mg/IL例例2：如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離：如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=0.40m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角=37，在導(dǎo)軌所，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T、方向垂直于、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場金屬導(dǎo)軌的一端接有電動導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場金屬導(dǎo)軌的一端接有電動勢勢E=1.5V、內(nèi)阻、內(nèi)

13、阻r=0.50的直流電源現(xiàn)把一個質(zhì)量的直流電源現(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.04kg的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒靜止導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直、且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5，金屬導(dǎo)軌，金屬導(dǎo)軌電阻不計，電阻不計，g取取10m/s2已知已知sin37=0.60，cos37=0.80，求：，求：（1）比較）比較a、b電勢高低，并求出兩端勢差；電勢高低，并求出兩端勢差；（2）導(dǎo)體棒受到的安培力大??；）導(dǎo)體棒受到的安培力大?。唬?）導(dǎo)體棒受到的摩擦力）導(dǎo)體棒受到的摩擦力（4

14、）若電動勢）若電動勢E=4.5V，求摩擦力，求摩擦力練習(xí)、質(zhì)量為練習(xí)、質(zhì)量為m=0.02kgm=0.02kg的通電細(xì)桿的通電細(xì)桿abab置于傾角為置于傾角為=37=370 0的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度的平行放置的導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌的寬度d=0.2md=0.2m，桿桿abab與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)=0.4=0.4，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2TB=2T的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如的勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直且方向向下，如圖，現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭，試求出為使桿圖，現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器的觸頭，試求出為使桿abab靜止不動，通過靜止不動，通過abab桿的電流范圍為多少？桿的電流范圍

15、為多少？0.14A I 0.46A0.14A I 0.46A加加 速速 類類 問問 題題例例4 4、如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌傾角為、如圖所示，光滑的平行導(dǎo)軌傾角為，處在垂直導(dǎo)軌平面向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為處在垂直導(dǎo)軌平面向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌中接入電動勢為強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌中接入電動勢為E E、內(nèi)阻為內(nèi)阻為r r的直流電源，電路中有一阻值為的直流電源，電路中有一阻值為R R的電阻，其的電阻，其余電阻不計，將質(zhì)量為余電阻不計，將質(zhì)量為m m，長度為長度為L L的導(dǎo)體棒的導(dǎo)體棒由靜止釋放，求導(dǎo)體棒在釋放時的瞬時加速由靜止釋放，求導(dǎo)體棒在釋放時的瞬時加速度的大小。度的大小。 例例5 5

16、、電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如、電磁炮是一種理想的兵器，它的主要原理如圖所示，圖所示，19821982年，澳大利亞國立大學(xué)制成了能把年，澳大利亞國立大學(xué)制成了能把2.2g2.2g的彈體（包括金屬桿的彈體（包括金屬桿EFEF的質(zhì)量）加速到的質(zhì)量）加速到10km/s10km/s的電磁炮（常規(guī)炮彈的速度約為的電磁炮（常規(guī)炮彈的速度約為2km/s2km/s），），若軌道寬若軌道寬2m2m，長為，長為100m100m，通以恒定電流，通以恒定電流10A10A，則軌，則軌道間所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？磁場力道間所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？磁場力的最大功率為多大？（不計軌道摩擦）的最大功率為多大？（不計軌道摩擦）55T,1.1107 W 磁電式電流表磁電式電流表磁電式電流表的構(gòu)造：磁電式電流表的構(gòu)造： 力矩平衡。力矩平衡。nBLdIk1、電表的指針轉(zhuǎn)過的角度：、電表的指針轉(zhuǎn)過的角度：nBLdIk2、磁電式儀表的特點、磁電式儀表的特點（1）靈敏度高，可以測量很弱的電流，但是）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)，允許通過的電流很小。繞制線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允