3.4磁場對通電導(dǎo)線的作用力安培力:通電導(dǎo)線在磁場中受到的力一、安培力的方向演示:按右圖進行實驗1、改變導(dǎo)線中電流的方向,觀察受力方向是否改變。2、上下交互磁場的位置以改變磁場的方向,觀察受力方向是否改變。一、安培力的方向你能用簡潔的方法表示導(dǎo)線受力F的方向與磁場B方向、電流I方向的關(guān)系嗎？一、安培力的方向F⊥BF⊥I即F⊥BI所在平面左手定則: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個平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進入，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(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。F、B、I方向關(guān)系示意圖BIF當(dāng)B與I不垂直時F、B、I的關(guān)系示意圖BIF不管B與I是否垂直，F(xiàn)都垂直與B和I所決定的平面注意：若電流方向和磁場方向垂直，則磁場力的方向、電流方向、磁場方向三者互相垂直。若電流方向和磁場方向不垂直，則磁場力的方向仍垂直于電流方向，也同時垂直于磁場方向。也就是說，安培力的方向總是垂直于磁感線和通電導(dǎo)線所在的平面。IBFIBFIFBααBBIFαBI判定以下通電導(dǎo)線所受安培力的方向問題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會通過磁場發(fā)生相互作用電流方向相同時，將會吸引;電流方向相反時，將會排斥。

用學(xué)過的知識加以判斷

自由固定FF

˙××××××˙˙˙˙˙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例題二、安培力的大?。涸趧驈姶艌鲋?在通電直導(dǎo)線與磁場方向1)垂直時:F=ILB2)平行時:F＝0如果既不平行也不垂直呢？把磁感應(yīng)強度B分解為兩個分量：B1=BsinθB2=BcosθB2不對通電導(dǎo)線產(chǎn)生力，通電導(dǎo)線受力僅由B1決定即F=ILB1,將B1=Bsinθ代入得F=ILBsinθIBB2B1θ二、安培力的大?。?/p>

公式：F=ILBsinθθ表示磁場方向與電流方向間的夾角。

在中學(xué)階段,此公式僅適用于勻強磁場。課堂訓(xùn)練1、將長度為20cm、通有0.1A電流的直導(dǎo)線放入一勻強磁場中,電流與磁場的方向如圖所示,已知磁感應(yīng)強度為1T。試求出下列各圖中導(dǎo)線所受安培力的大小和方向。00.02N水平向右0.02N垂直導(dǎo)線斜向左上方課堂訓(xùn)練2、如圖所示,直角三角形ABC組成的導(dǎo)線框內(nèi)通有電流I＝1A,并處在方向豎直向下的勻強磁場B＝2T中,AC=10cm,角A為30o,求三角形框架各邊所受的安培力。BACBI思考：任意兩條邊所受的合力?三條邊所受的合力？等效長度課堂訓(xùn)練3、如圖所示,在磁感應(yīng)強度為1T的勻強磁場中,有兩根相同的彈簧,下面掛一條長為0.5m,質(zhì)量為0.1kg的金屬棒MN,此時彈簧伸長10cm,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？MNIB2A，方向從M到N3.4磁場對通電導(dǎo)線的作用力（二）例1、如圖，把輕質(zhì)導(dǎo)線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N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)通入如圖所示的電流后，判斷線圈如何運動？向左擺動變式訓(xùn)練：如圖,在條形磁鐵S極附近懸掛一個線圈，磁鐵水平放置，其軸線與線圈共面并通過線圈的圓心，當(dāng)線圈中的電流沿圖示方向時，線圈將會如何運動？ISN從上向下看逆時針轉(zhuǎn)動的同時向右擺動例2、如圖所示，有一通電直導(dǎo)線放在蹄形電磁鐵的正上方，導(dǎo)線可以自由移動，當(dāng)電磁鐵線圈與直導(dǎo)線中通以圖示的電流時，有關(guān)直導(dǎo)線運動情況的說法正確的是(從上往下看)（）A.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降B.順時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升C.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時下降D.逆時針方向轉(zhuǎn)動，同時上升CNSIFFNSF例3、如圖所示，條形磁鐵放在水平地面上，其正中央的上方固定一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直，給導(dǎo)線通以垂直紙面向外的電流，則（）A.磁鐵對地面壓力減小,不受地面的摩擦力B.磁鐵對地面壓力減小,受地面的摩擦力C.磁鐵對地面壓力增大,不受地面的摩擦力D.磁鐵對地面壓力增大,受地面的摩擦力ANSF1繩子拉力變____2桌面對磁鐵的支持力變____3桌面對磁鐵____摩擦力大小無NSF桌面對磁鐵____摩擦力方向_______

有水平向右變式訓(xùn)練：FB例4、在傾斜角為θ的光滑斜面上,置一通有電流I,長為L,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，如圖所示,在豎直向上的磁場中靜止，則磁感應(yīng)強度B為_________.

Xθ解：靜止于斜面說明受力平衡

F=mgtgθ=BILB=mgtgθ/ILNXθmgFθ引申1：欲使它靜止在斜面上,外加磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值為_____________方向_________________.引申2：欲使它靜止在斜面上,且對斜面無壓力,外加磁場的磁感應(yīng)強度B的最小值為_______,方向_________.XθGFθNB

mgsinθ=BILB=mgsinθ/ILmg=BILB=mg/ILXθGFBmg/IL水平向左mgsinθ/IL垂直斜面斜向左上方例5、如圖所示，在傾角為30o的斜面上，放置兩條寬L＝0.5m的光滑平行導(dǎo)軌，將電源、滑動變阻器用導(dǎo)線連接在導(dǎo)軌上，在導(dǎo)軌上橫放一根質(zhì)量為m＝0.2kg的金屬棒ab，電源電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝0.3Ω，磁場方向垂直軌道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在軌道上保持靜止，滑動變阻器的使用電阻R應(yīng)為多大？（g取10m/s2，其它電阻不計）BErRa30°bBGFNF例6、如圖所示:在磁感強度為2T的勻強磁場中,一與水平面成37度角的導(dǎo)電軌道,軌道上放一可移動的金屬桿ab，電源電動勢為￡=10伏,內(nèi)阻r=1歐,ab長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)bGFNf1)摩擦力沿斜面向上:mgsinθ=Fcosθ+fN=mgcosθ+Fsinθf=uNθθ2)摩擦力沿斜面向下：

mgsinθ+f=FcosθN=mgcosθ+Fsinθf=uNF=(mgsinθ+umgcosθ)/(cosθ-usinθ)F=mgsinθ-umgcosθcosθ+usinθ三、磁電式電流表1、磁電式電流表由哪些基本部分組成？2、這些基本組成部分哪些是可以動的？哪些是固定的？3、各個部分起到什么作用？三、磁電式電流表1、構(gòu)造：刻度盤、指針、蹄形磁鐵、極靴（軟鐵制成）、螺旋彈簧、線圈、圓柱形鐵芯（軟鐵制成）。最基本的是磁鐵和線圈。鐵芯、線圈和指針是一個整體可以轉(zhuǎn)動。問題：電流表中磁場分布有何特點呢？電流表中磁鐵與鐵芯之間是均勻輻向分布的.

所謂均勻輻向分布，就是說所有磁感線的延長線都通過鐵芯的中心，不管線圈處于什么位置，線圈平面與磁感線之間的夾角都是零度.該磁場并非勻強磁場，但在以鐵芯為中心的圈上，各點的磁感應(yīng)強度B的大小是相等的.2、電流表的工作原理

1)蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻射分布的,不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度,它的平面都跟磁感應(yīng)線平行,當(dāng)電流通過線圈時線圈上跟鐵軸平行的兩邊都要受到安培力,這兩個力產(chǎn)生的力矩使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動,線圈轉(zhuǎn)動使螺旋彈簧被扭動,產(chǎn)生一個阻礙線圈轉(zhuǎn)動的力矩,其大小隨線圈轉(zhuǎn)動的角度增大而增大,當(dāng)這種阻礙力矩和安培力產(chǎn)生的使線圈轉(zhuǎn)動的力矩相平衡時,線圈停止轉(zhuǎn)動。2)磁場對電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力產(chǎn)生的力