1、,三磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用,一、安培力 1定義：通電導(dǎo)線在_受到的力叫做_ 2特點(diǎn)：通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向_時(shí)，所受的安培力_；與磁場(chǎng)方向_時(shí)，導(dǎo)線_安培力；導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，安培力介于最大值和零之間 3大?。捍怪贝艌?chǎng)的通電直導(dǎo)線所受安培力與_成正比，與_成正比 4安培力公式：F_. 溫馨提示通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中不一定受到安培力作用,磁場(chǎng)中,安培力,垂直,最大,平行,不受,導(dǎo)線長(zhǎng)度,導(dǎo)線中電流,BIL(IB),二、磁感應(yīng)強(qiáng)度 1定義：垂直磁場(chǎng)放置的通電直導(dǎo)線，所受_與導(dǎo)線長(zhǎng)度和_的比值，叫做該處磁場(chǎng)的_用符號(hào)_表示 2公式：B_，國(guó)際單位：_，簡(jiǎn)稱(chēng) 特，符號(hào)_.1 T_. 3意義：描述_和方向的物

2、理量 4矢量性：磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是_的方向，即小磁針靜止時(shí)的_所指的方向,安培力,電流乘積,磁感應(yīng)強(qiáng)度,B,特斯拉,T,磁場(chǎng)強(qiáng)弱,磁場(chǎng),N極,三、安培力的方向 1安培力的方向與磁場(chǎng)方向_，與電流方向_ 2安培力的方向既_磁場(chǎng)方向又_電流方向 3左手定則：伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四指_，并且都跟手掌在_平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心，并使四指指向_的方向，那么_所指的方向就是通電導(dǎo)線所受_的方向,有關(guān),也有關(guān),垂直于,垂直于,垂直,同一個(gè),電流,拇指,安培力,一、安培力大小的計(jì)算 1電流與磁場(chǎng)垂直 (1)公式FILB中L指的是“有效長(zhǎng)度”當(dāng)B與I垂直時(shí)，F(xiàn)最大，F(xiàn)ILB. (2)彎曲導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L

3、，等于連接兩端點(diǎn)直線的長(zhǎng)度(如圖231所示)；相應(yīng)的電流沿L由始端流向末端,圖231,2電流與磁場(chǎng)不垂直 (1)若磁場(chǎng)和電流成角，如圖232所示 可以將磁感應(yīng)強(qiáng)度B正交分解成BBsin 和BBcos ，而B(niǎo)對(duì)電流是沒(méi)有作用的 FILBILBsin ，即FILBsin .,圖232,(2)當(dāng)0時(shí)，F(xiàn)0，此時(shí)表明通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)平行，導(dǎo)線不受安培力 特別提醒 (1)公式FILBsin 中是B和I方向的夾角，不能盲目應(yīng)用題目中所給的夾角，要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析 (2)公式FIBLsin 中的Lsin 也可以理解為垂直于磁場(chǎng)方向的“有效長(zhǎng)度” (3)用公式計(jì)算安培力僅適用于電流處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,二、對(duì)磁感

4、應(yīng)強(qiáng)度的理解 1與電場(chǎng)強(qiáng)度一樣，磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)力的性質(zhì)的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度B的國(guó)際單位是特斯拉，符號(hào)是T，1 T1 N/(Am) 磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，其方向就是該處的磁場(chǎng)方向,3磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電場(chǎng)強(qiáng)度E對(duì)比如下表：,三、通電導(dǎo)線在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)分析 1判斷通電導(dǎo)線或線圈在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)方向的幾種方法 (1)電流元分析法：把整段電流分成很多小段直線電流，其中每一小段就是一個(gè)電流元先用左手定則判斷出每小段電流元受到的安培力的方向，再判斷整段電流所受安培力的方向，從而確定導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向,(2)特殊位置分析法：根據(jù)通電導(dǎo)線在特殊位置所受安培力的方向，判斷其運(yùn)動(dòng)方向，然后推廣到一般位置 (3

5、)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條形磁鐵，其南、北極由安培定則判定,2分析通電導(dǎo)線在安培力作用下運(yùn)動(dòng)情況的一般步驟 (1)畫(huà)出通電導(dǎo)線所在處的磁感線方向及分布情況； (2)用左手定則確定各段通電導(dǎo)線所受安培力； (3)據(jù)初速度方向結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律確定導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況,特別提醒 (1)在F、I、B三個(gè)物理量中，F(xiàn)與I、F與B一定垂直，但B與I不一定垂直 (2)判斷通電線圈在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，應(yīng)找準(zhǔn)具有對(duì)稱(chēng)關(guān)系的特殊位置的電流元,思考與討論 線圈在磁場(chǎng)中如何運(yùn)動(dòng) 如果放在磁場(chǎng)中的不是一段通電的導(dǎo)線，而是一個(gè)通電的矩形線圈abcd(圖233)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？,教材資料分析,圖

6、233,點(diǎn)撥如圖所示由左手定則可判知ab、cd兩邊所受安培力的方向相反，線圈繞OO轉(zhuǎn)動(dòng)這就是電動(dòng)機(jī)的原理,磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解,C通電導(dǎo)線所受安培力不為零的地方一定存在磁場(chǎng)，通電導(dǎo)線不受安培力的地方一定不存在磁場(chǎng) D磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度由磁場(chǎng)本身決定，其大小和方向是唯一確定的，與通電導(dǎo)線無(wú)關(guān),答案D,借題發(fā)揮磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，它的方向是小磁針靜止時(shí)N極所指的方向，而不是安培力的方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度是由磁場(chǎng)本身的性質(zhì)來(lái)決定的，與是否在磁場(chǎng)中放入通電直導(dǎo)線以及電流大小、導(dǎo)線長(zhǎng)度、安培力的大小無(wú)關(guān)在磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向是唯一的,【變式1】 關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的說(shuō)法正確的是() A通電導(dǎo)線

7、受安培力大的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度一定大 B磁感線的指向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度減小的方向 C放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中各處的通電導(dǎo)線，受力大小和方向處處相同 D磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向跟放在磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線受力的大小和方向無(wú)關(guān),【答案】D 【解析】磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向由磁場(chǎng)本身決定，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可由磁感線的疏密來(lái)反映安培力的大小不僅與B、I、L有關(guān)，還與導(dǎo)體的放法有關(guān),【典例2】 如圖234所示，長(zhǎng)為2L的直導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)相等，夾角為60的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流大小為I的電流時(shí)，該V形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為() A0 B0.5BIL CBIL D

8、2BIL,安培力的大小,圖234,解析導(dǎo)線有效長(zhǎng)度為2Lsin 30L，所以該V形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為BIL. 答案C 借題發(fā)揮FBIL只適用于導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直的情況，且磁感應(yīng)強(qiáng)度B恒定，L指導(dǎo)線的始、末端線段的長(zhǎng)度,【變式2】 關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)L和電流所受安培力F的關(guān)系，下面的說(shuō)法中正確的是() A在B0的地方，F(xiàn)一定等于零 B在F0的地方，B一定等于零 C若B1 T，I1 A，L1 m，則F一定等于1 N D若L1 m，I1 A，F(xiàn)1 N，則B一定等于1 T 【答案】A,【解析】由FBIL可知，B為零時(shí)，F(xiàn)一定為零，但電流所受的安培力與通電導(dǎo)線的方向有關(guān)，如導(dǎo)線與磁場(chǎng)平

9、行時(shí)，安培力也為零，故B、C、D選項(xiàng)不正確,【典例3】 如圖235所示，把輕質(zhì)導(dǎo)電線圈用絕緣細(xì)線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過(guò)線圈的圓心且垂直于線圈平面，當(dāng)線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后，則線圈() A向左運(yùn)動(dòng) B向右運(yùn)動(dòng) C靜止不動(dòng) D無(wú)法確定,安培力的方向,圖235,解析解法一等效法把通電線圈等效成小磁針由安培定則，線圈等效成小磁針后，左端是S極，右端是N極，異名磁極相吸引，線圈向左運(yùn)動(dòng),解法二電流元法如圖236所示，取其中的上、下兩小段分析，根據(jù)其中心對(duì)稱(chēng)性線圈所受安培力的合力水平向左，故線圈向左運(yùn)動(dòng) 答案A,圖236,借題發(fā)揮判定通電導(dǎo)體在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，首先必須弄清楚導(dǎo)

10、體所在位置的磁場(chǎng)分布情況，然后利用左手定則準(zhǔn)確判定導(dǎo)體的受力情況，進(jìn)而確定導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向,【變式3】 在圖中，標(biāo)出了磁場(chǎng)的方向、通電直導(dǎo)線中電流I的方向，以及通電直導(dǎo)線所受安培力F的方向，其中正確的是(),【答案】C 【解析】由通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力情況和左手定則可知，C選項(xiàng)正確,磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解,【答案】A,【答案】C,【解析】根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，通電導(dǎo)線應(yīng)為“在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線”，只有在這個(gè)方向上導(dǎo)線所受的安培力才最大，故A錯(cuò)誤；當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，不受安培力作用，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；在磁場(chǎng)源穩(wěn)定的情況下，磁場(chǎng)內(nèi)每一點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是唯一確定的，與放入該處的

11、檢驗(yàn)電流無(wú)關(guān)，C正確；由左手定則可確定，安培力的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直，故D錯(cuò)誤,3一段通電直導(dǎo)線平行于磁場(chǎng)方向放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖237所示，導(dǎo)線上電流方向由左指向右當(dāng)導(dǎo)線以其中點(diǎn)O為軸轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，導(dǎo)線受到的安培力() A大小不變，方向不變 B由0增至最大，方向時(shí)刻變 C由最大減小至0，方向不變 D由0增至最大，方向不變 【答案】D,安培力的大小,圖237,【解析】導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)前，電流方向與磁感線方向相同，導(dǎo)線不受安培力；當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度，電流方向與磁感線不再平行，于是導(dǎo)線受到安培力；當(dāng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)，電流方向與磁感線垂直，此時(shí)導(dǎo)線受的安培力最大用左手定則可以判斷安培力的方向始終不

12、變所以選項(xiàng)D正確,4如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放有下列各種形狀的通電導(dǎo)線，電流大小均為I，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，求各導(dǎo)線所受到的安培力,5如圖238所示，其中A、B、E圖已知電流和其所受安培力的方向，試在圖中標(biāo)出磁場(chǎng)方向或電源的正負(fù)極C、D圖已知磁場(chǎng)和它對(duì)電流作用力的方向，試在圖中標(biāo)出電流方向,安培力的方向,圖238,【解析】根據(jù)左手定則，導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的方向既要與磁感線垂直，還要與導(dǎo)線中的電流方向垂直，且垂直于磁感線與電流所決定的平面 【答案】A圖磁場(chǎng)方向垂直紙面向外；B圖磁場(chǎng)方向在紙面內(nèi)垂直F向下；C、D圖電流方向均垂直于紙面向里；E圖a端為電源負(fù)極,6如圖239所示，條形磁鐵放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線與磁鐵垂直給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流，用N表示磁鐵對(duì)桌面的壓力，用f表示桌面對(duì)磁鐵的摩擦力，導(dǎo)線通電后與通電前相比較(