1、4.通電導線在磁場中受到的力4.通電導線在磁場中受到的力解析： 方法一：利用結論法環(huán)形電流I1、I2之間不平行，則必有相對轉動，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可得L1的轉動方向應是：從左向右看線圈L1順時針轉動方法二：等效分析法把線圈L1等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流I2的中心，通電后，小磁針的N極應指向該點環(huán)形電流I2的磁場方向，由安培定則知I2產生的磁場方向在其中心豎直向上，而L1等效成小磁針后轉動前，N極應指向紙里，所以應由向紙里轉為向上，所以從左向右看，線圈L1順時針轉動【反思總結】 在對物體實行受力分析時，安培力的方向易畫錯，所以應注意以下兩點：(1)受力分析時，將表示磁場

2、的箭頭在受力圖旁邊標出，便于確定安培力的方向；(2)畫完圖后，要檢查一下，看安培力是否垂直于B、I所決定的平面【跟蹤發(fā)散】 21：一條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠S極一側吊掛一根與它垂直的導體棒，右圖中只畫出此棒的截面圖，并標出此棒中的電流方向是垂直紙面向里，在通電的瞬間可能產生的情況是( )A磁鐵對桌面的壓力減小 B磁鐵對桌面的壓力增大C磁鐵受到向右的摩擦力 D磁鐵受到向左的摩擦力答案： AD【跟蹤發(fā)散】 21：一條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠S極一側吊掛一根與它垂直的導體棒，右圖中只畫出此棒的截面圖，并標出此棒中的電流方向是垂直紙面向里，在通電的瞬間可能產生的情況是( )A磁鐵對桌

3、面的壓力減小 B磁鐵對桌面的壓力增大C磁鐵受到向右的摩擦力 D磁鐵受到向左的摩擦力答案： AD5如下圖所示電路中，電池均相同，當電鍵S分別置于a、b兩處時，導致MM與NN之間的安培力的大小分別為Fa、Fb，可判斷這兩段導線( )解析： 通電的導線環(huán)周圍能夠產生磁場，磁場的基本性質是對放入其中的磁體或電流產生力的作用因為導線環(huán)中通入的電流方向相同，二者同位置處的電流方向完全相同，相當于通入同向電流的直導線，據(jù)同向電流相互吸引的規(guī)律，判知兩導線環(huán)應相互吸引，故A準確答案： A【跟蹤發(fā)散】 31：如圖所示，在傾角為的光滑斜面上垂直紙面放置一根長為L、質量為m的直導體棒當導體棒中的電流I垂直紙面向里時

4、，欲使導體棒靜止在斜面上，下列外加勻強磁場的磁感應強度B的大小和方向準確的是( )【跟蹤發(fā)散】 21：一條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠S極一側吊掛一根與它垂直的導體棒，右圖中只畫出此棒的截面圖，并標出此棒中的電流方向是垂直紙面向里，在通電的瞬間可能產生的情況是( )A磁鐵對桌面的壓力減小 B磁鐵對桌面的壓力增大C磁鐵受到向右的摩擦力 D磁鐵受到向左的摩擦力答案： AD解析： 金屬棒受到四個力的作用：重力mg，垂直框面向上的支持力FN，沿框面向上的安培力F，沿框面的摩擦力Ff.金屬棒靜止在框架上時，摩擦力F靜的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分兩種情況考慮4.通電導線在磁場中受到的力一、安

5、培力的方向1安培力：通電導線在 中受的力2決定安培力方向的因素：(1) 方向；(2) 方向3左手定則：如右圖所示，伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且拇指與手掌在同一平面內讓磁感線從 進入并使四指指向 ，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磁場磁場電流掌心電流的方向4安培力的特點與電流方向、磁感應強度的方向都 ，即安培力F 于B和I決定的平面二、安培力的大小1當長為L的導線，垂直于磁場B放置，通過的電流為I時，F(xiàn) ，此時電流受力最大2當磁感應強度B的方向與通電導線 時，導線受力為零垂直垂直ILB平行3當磁感應強度B的方向與通電導線方向成角時，F(xiàn) .這是一般情況下安培力的表

6、達式其中Bsin 是B垂直于電流方向的分量三、磁電式電流表1基本組成部分：磁鐵和放在磁鐵兩極之間的2工作原理：如右圖所示，磁場的方向總沿著 均勻輻射地分布，在距軸線等距離處的磁感應強度的大小總是 的，保證B的大小不發(fā)生變化，且安培力的方向與線圈平面 ILBsin 線圈徑向相等垂直當電流通過線圈時，導線受到安培力的作用，線圈轉動，螺旋彈簧變形，反抗線圈的轉動，電流越大，安培力就 ，螺旋彈簧的形變也就 ，I與指針偏角成正比，表盤刻度 (選填“均勻”、“不均勻”)所以，從線圈偏轉的角度就能判斷通過電流的大小3優(yōu)、缺點：優(yōu)點是 高，能測出很弱的電流；缺點是線圈的導線很細，允許通過的電流很弱. 越大越大

7、均勻靈敏度1判定安培力的方向應注意的問題在解決相關磁場對電流的作用問題時，能否準確判斷安培力的方向是解決問題的關鍵，在判定安培力方向時要注意以下幾點：(1)安培力的方向總是既與磁場方向垂直，又與電流方向垂直，也就是說安培力的方向總是垂直于磁場和電流所決定的平面所以判斷時要首先確定磁場與電流所確定的平面，從而判斷出安培力的方向在哪一條直線上，然后再根據(jù)左手定則判斷出安培力的具體方向(2)當電流方向跟磁場方向不垂直時，安培力的方向仍垂直電流與磁場所決定的平面，所以仍可用左手定則來判斷安培力的方向，僅僅磁感線不再垂直穿過手心，而是斜穿過手心(3)在具體判斷安培力的方向時初學者因為受到靜電力方向判斷方

8、法的影響，有時錯誤地認為安培力的方向沿著磁場方向為避免這種錯誤，同學們應該把靜電力和安培力實行比較，搞清力的方向與場的方向的關系及區(qū)別電荷在電場中某一點受到的靜電力是一定的，方向與該點的電場方向要么相同，要么相反電流在磁場中某處受到的磁場力，與電流在磁場中放置的方向相關，電流方向與磁場方向平行時，電流受的安培力最小，等于零；電流方向與磁場方向垂直時，電流受的安培力最大，等于BIL.一般情況下的安培力大于零，小于BIL，安培力的方向均與磁場方向垂直4.通電導線在磁場中受到的力下圖表示放在勻強磁場里的通電直導線，直導線與磁場方向垂直，圖中分別標出了電流、磁感應強度和安培力這三個量中的兩個的方向，試

9、標出第三個量的方向(注：一般用“”表示電流垂直紙面向里，用“”表示電流垂直紙面向外)解析： 對本題的三個通電直導線，均適用左手定則，在這三種情況下均讓磁感線垂直穿過手掌心，可得出電流I，磁感應強度B、安培力三者的方向如圖所示答案： 2安培力大小的計算計算安培力大小時，要注意理解和靈活應用公式FILB和FILBsin .(1)公式FILB中L指的是“有效長度”當B與I垂直時，F(xiàn)最大，F(xiàn)ILB；當B與I平行時，F(xiàn)0.彎曲導線的有效長度L，等于連接兩端點直線的長度(如下圖所示)；相對應的電流沿L由始端流向末端(2)當磁場和電流成角時，如下圖所示將磁感應強度B正交分解成BBsin 和BBcos ，而B

10、對電流是沒有作用的FBILBILsin ，即FBILsin .(3)安培力公式一般用于勻強磁場，或通電導線所處區(qū)域的B的大小和方向處處相同如果導線各部分所處的位置B的大小、方向不相同，應將導體分成若干段，使每段導線所處的范圍B的大小和方向近似相同，求出各段導線受的磁場力，然后再求合力如下圖所示的各圖中，磁場的磁感應強度大小相同，導線兩端點距離均相等，導線中電流均相等，則各圖中相關導線所受的安培力的大小的判斷準確的是( )Ad圖最大 Bb圖最大C一樣大 D無法判斷解析： 安培力公式FBIL，其中L為垂直于磁場方向的有效長度，a、b、c、d四個圖中導線的有效長度相等，所以所受的安培力相等答案： C

11、3“安培定則(右手螺旋定則)”和“左手定則”的區(qū)別和聯(lián)系(1)在適用對象上：安培定則研究電流(直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管)產生磁場時，電流與其產生的磁場的磁感線二者方向的關系；左手定則研究通電導線(或運動電荷)在磁場中受力時，F(xiàn)、I、B三者方向的關系(2)在電流與磁場的關系上：安培定則中的“磁場”與“電流”密不可分，同時存有、同時消失，“磁場”就是電流的磁效應產生的磁場；左手定則中的“磁場”與“電流”能夠單獨存有，“磁場”是外加的磁場，不是通電導線產生的磁場(3)在因果關系上：安培定則中的“電流”是“因”，磁場為“果”，正是有了電流(直流電流、環(huán)形電流、螺線管電流)才出現(xiàn)了由該電流產生的磁

12、場；左手定則中的“磁場”和“電流”都是“因”，磁場對通電導線的作用力是“果”，有因才有果，而此時的兩個“因”對產生磁場的作用力來說缺一不可(4)判斷電流方向選擇定則的原則：當已知磁感線的方向，要判斷產生該磁場的電流方向時，選用安培定則判斷電流的方向；當已知導體所受安培力的方向時，用左手定則判斷電流的方向兩條直導線相互垂直，如右圖所示，但相隔一個小距離，其中一條AB是固定的，另一條CD能自由活動，當恒定電流按圖示方向通入兩條導線時，導線CD將( )A順時針方向轉動，同時靠近導線ABB逆時針方向轉動，同時離開導線ABC順時針方向轉動，同時離開導線ABD逆時針方向轉動，同時靠近導線AB 解析： (電

13、流分析方法)如圖先分析AB導線中電流產生的磁場方向，再分段找出CD各段所受安培力的方向由左手定則判斷，CO段受力向下，DO段受力向上，所以CD導線沿逆時針方向轉動，又因為AB、CD導線電流有同向的趨勢，由已知結論可知它們同時還相互吸引，故D項準確(結論法)凡轉動，必互相靠近，則兩導線轉動到電流方向相同為止 答案： D 1為什么平行導線間同向電流相互吸引，反向電流相互排斥？提示： 如圖所示，可先用安培定則判斷出其中一根導線如a的電流的磁場，另一導線b處在a的磁場中，再用左手定則判斷出b受安培力向左；同理可判出a受的安培力向右，故a、b相互吸引同理電流方向相反時，可得到a、b相互排斥的結論導體間的

14、相互作用也能夠這樣理解：一個電流進入了另一個電流的磁場中而發(fā)生了相互作用2磁電式電流表線圈處的磁場為何是輻射狀的？提示： 極靴和纏繞線圈的圓形鐵芯都是用軟鐵做成的，它們在蹄形磁鐵的磁場中被磁化，就會形成均勻輻射狀的磁場，如圖所示當線圈繞O點沿虛線轉動時，垂直于紙面的兩個邊所在處的磁感應強度B大小相等，但這種輻射狀的磁場并不是勻強磁場，因為各處的方向并不相同 教材資料分析 演示導線受力的方向與磁場方向、電流方向的關系點撥： 改變磁場方向，受力方向與原來方向相反，改變導線中電流方向，受力方向與原來方向相反可用左手定則來判斷通電導線在磁場中所受安培力的方向演示平行通電直導線之間的相互作用點撥：當兩通

15、電平行直導線通過的電流方向相同時，兩導線相互吸引；當兩通電平行直導線通過的電流方向相反時，兩導線相互排斥(如圖所示)做一做旋轉的液體在玻璃皿的中心.液體旋轉的方向與你事先的判斷是否一致？點撥： 當電極與電源兩極相連時，液體中會形成由外指向中心的電流，磁極間的磁場方向是向上的，由左手定則判出電流受安培力方向為逆時針方向，故液體將逆時針轉動起來，若蹄形磁鐵的N極和S極對調，或者電流方向反向，則液體會順時針轉動. 如下圖，一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直線段ab、bc和cd的長度均為L，且abcbcd135.流經(jīng)導線的電流為I，方向如圖中箭頭所示

16、導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力( )解析： 將導線分為三段直導線，根據(jù)左手定則分別判斷出安培力的大小，根據(jù)FBIL計算出安培力的大小，再求合力導線所受合力為FBIL2BILsin 45(1)ILB.答案： A【反思總結】 利用公式FILBsin 確定直導線受到的安培力的大小時，首先要明確的值【跟蹤發(fā)散】 11：如圖所示，長度為10 cm的一段直導線AB，與磁場方向垂直地放置在磁感應強度為B3102 T的勻強磁場中今在導線中通以10 A的電流，方向自B向A，導線以固定點O為轉軸(設OA3OB)，求由圖中位置按順時針方向轉過60角時，導線受到的安培力的大小和方向解析： 答案： 1.510

17、2 N 垂直于紙面向外一個能夠自由運動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，當兩線圈通以如圖所示的電流時，從左向右看，則線圈L1將( )A不動 B順時針轉動C逆時針轉動 D向紙面內平動解析： 方法一：利用結論法環(huán)形電流I1、I2之間不平行，則必有相對轉動，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可得L1的轉動方向應是：從左向右看線圈L1順時針轉動方法二：等效分析法把線圈L1等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流I2的中心，通電后，小磁針的N極應指向該點環(huán)形電流I2的磁場方向，由安培定則知I2產生的磁場方向在其中心豎直向上，而L1等效成小磁針后轉動前，N極應指向紙里，所以

18、應由向紙里轉為向上，所以從左向右看，線圈L1順時針轉動方法三：直線電流元法把線圈L1沿轉動軸分成上下兩部分，每一部分又能夠看成無數(shù)直線電流元，電流元處在L2產生的磁場中，據(jù)安培定則可知各電流元所在處磁場方向向上，據(jù)左手定則可得，上部電流元所受安培力均指向紙外，下部電流元所受安培力均指向紙里，所以從左向右看線圈L1順時針轉動故準確答案為B.答案： B【反思總結】 不管是電流還是磁體，對通電導線的作用都是通過磁場來實現(xiàn)的，所以必須要清楚導線所在位置的磁場分布情況，然后結合左手定則準確判斷導線的受力情況或將要發(fā)生的運動，在實際操作過程中，往往采用以下幾種方法：【跟蹤發(fā)散】 21：一條形磁鐵放在水平桌

19、面上，它的上方靠S極一側吊掛一根與它垂直的導體棒，右圖中只畫出此棒的截面圖，并標出此棒中的電流方向是垂直紙面向里，在通電的瞬間可能產生的情況是( )A磁鐵對桌面的壓力減小 B磁鐵對桌面的壓力增大C磁鐵受到向右的摩擦力 D磁鐵受到向左的摩擦力答案： AD 解析： 金屬棒受到四個力的作用：重力mg，垂直框面向上的支持力FN，沿框面向上的安培力F，沿框面的摩擦力Ff.金屬棒靜止在框架上時，摩擦力F靜的方向可能沿框面向上，也可能向下，需分兩種情況考慮當滑動變阻器R取值較大時，I較小，安培力F較小，在金屬棒重力的分力mgsin 作用下棒有沿框架下滑的趨勢，框架對棒的摩擦力沿框面向上如圖甲所示金屬棒剛好不

20、下滑時滿足平衡條件答案： 1.6 R4.8 【反思總結】 在對物體實行受力分析時，安培力的方向易畫錯，所以應注意以下兩點：(1)受力分析時，將表示磁場的箭頭在受力圖旁邊標出，便于確定安培力的方向；(2)畫完圖后，要檢查一下，看安培力是否垂直于B、I所決定的平面【跟蹤發(fā)散】 31：如圖所示，在傾角為的光滑斜面上垂直紙面放置一根長為L、質量為m的直導體棒當導體棒中的電流I垂直紙面向里時，欲使導體棒靜止在斜面上，下列外加勻強磁場的磁感應強度B的大小和方向準確的是( )解析：答案：A 1一根容易形變的彈性導線，兩端固定導線中通有電流，方向如下圖中箭頭所示當沒有磁場時，導線呈直線狀態(tài)；當分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強磁場時，描述導線狀態(tài)的四個圖示中準確的是( )答案： D2.條形磁鐵放在水平桌面上，它的上方靠S極的一側懸掛一根與它垂直的導體棒，如右圖所示圖中只畫出此棒的橫截面，且標出棒中的電流是流向紙內的在通電的一瞬間，可能產生的情況是( )A磁鐵對桌面的壓力減小B磁鐵對桌面的壓力增大C磁鐵受到向左的摩擦力D磁鐵受到向右的摩擦力解析： 在磁鐵外部磁感線由N極指向S極，通電導體棒處在磁場中，由左手定則可知其所受的安培力所以，條形磁鐵也受到反作用力產生兩種效果，其一向上提起的效