54探究安培力

解：由闭合电路欧姆定律：
I? E ? 6 r ? R 1? R
由受力分析可知：
BIL=mg 代入数据可求得：
R=0.2欧姆
例题 4：如图所示：在磁感应强度为 0.4T的匀强磁场 中，用两根等长的细线悬挂一根质量为 0.02kg、长度 为0.4米m导体棒 MN。要使细线的拉力为零，求导体 棒中要通过电流大小和方向？（可以忽略细线的质量 ； g=10米/秒2。）
解：要使细线的拉力为零
F安
则导体棒中需要通过由M→N方向
F安=G 时
即 BIL=mg
mg
I ? mg ? 0.02 ? 10 ? 1.25(安) lB 0.4 ? 0.4
例5：如图，MN、PQ为光滑金属导轨， ab为金属棒， 与电源组成闭合电路，该装置在竖直平面内，为使 ab 静止，可将该装置放在匀强磁场中，已知：电源电动源自文库势E=1.5V，金属棒电阻 R=3Ω(电路中其他电阻不计 )， 金属棒的质量 m=30克，长度 d=50cm，两金属轨道的 宽度L=30cm，求磁感应强度的大小和方向。
1.当电流与磁场方向垂直时，F = ILB
2.当电流与磁场方向夹θ角时，F = ILBsinθ
例题 3：如图所示，两平行光滑导轨相距 0.2m，与 水平面夹角为 450，金属棒 MN的质量为 0.1kg，处在 竖直向上磁感应强度为 1T的匀强磁场中，电源电动 势为6V，内阻为 1Ω，为使 MN处于静止状态，则电 阻R应为多少？ (其他电阻不计 )
反向电流排斥
7、如图所示，通电直导线 L1的右侧有一小段
可自由运动的导线 L2，若L2中通以向里的电流，
它将（
）B
A、从右向左看顺时针转动并远离 L1 B、从右向左看逆时针转动并靠近 L1 C、因为 L2与磁场平行，不受安培力作用 D、 以上说法都不对
两电流有趋向平行同向的趋势。
二、安培力的大小
f
F安
f
F安
解： 设直导线 ab的电阻为 R?，R?与R并联的 总电阻为 R并= R?R/(R?+R)=0.32 Ω 电路接通后，总电流为 I=ε/（R并+r）=3.0A 通过直导线 ab的电流为 I?=IR并/R?=2.4A
但相隔一小段距离，其中 AB是固定的，
CD能自由转动，当电流按图示箭头方向
通过两条导线时， CD导线将(
)C
A.顺时针转动，同时靠近 AB
B.顺时针转动，同时离开 AB
C.逆时针转动，同时靠近 AB
D.逆时针转动，同时离开 AB
4、如图，在条形磁铁的 S极附近悬挂一个环形线 圈，线圈平面与水平磁铁位于同一平面内，当线 圈中通以沿图示逆时针方向电流时，从上往下看 , 线圈将( A ) A．顺时针方向转动，同时靠近磁铁 B．顺时针方向转动，同时离开磁铁 C．逆时针方向转动，同时靠近磁铁 D．逆时针方向转动，同时离开磁铁
····
不受力
B
××××
× F× × ×
× × I× × ××××
F
●
B
例题3:两条平行直通电导线间相互作用
反向电流
同向电流
F F
F F
结论：通同向电流相吸引，异向电流相排斥
2、判断下列通电导线在磁场中受力方向、电流方 向、磁场方向。
S
N
●
F
F
1、在下图中，标出了磁场的方向、通电直
导线中电流 I的方向，以及通电直导线所受
安培力F的方向，其中正确的是 (
)
2、如图，ab为一条竖直放置的可自由运 动的通电直导线，在它的正右方有一个通 有逆时针方向电流的方形导线框，则 ab将
(A ) A.向左平动 B.向右平动 C.a端向纸里， b端向纸外运动 D.以中点为轴沿顺时针方向运动
3、如图，两根直导线 AB、CD互相垂直，
高中物理 《沪科版》选修3-1 第五章 第四节
探究安培力
安培力 ——磁场对电流的作用力称为安培力。
一、安培力的方向
左手定则： ——伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂 直，让磁感线 垂直穿入 手心，使四指指向电流的方向，这 时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
例题1:画出图中第三者的方向
P
M
a
b
Q
N
例6：通电直导线质量为 m沿水平方向放在倾角为 a
的光滑斜面上，图中圆圈表示导线的横截面，匀强
磁场的方向竖直向上，磁感应强变为 B，导线在磁
场中的长度为 L。要使导线静止在斜面上，导线中
的电流大小 ，方向 。
N B
B
F安
×
B N ×B
a a
mg
· F安
F安 ? tan a mg
BIL ? tan a mg
由左手定则作答
F
×F F
F
【注意】安培力的方向永远与导线垂直 。
例题2:画出图中通电导线棒所受安培力的方向。 由左手定则作答 。 注意:安培力的方向永远与导线垂直 。
1、请判断各图中安培力或电流或磁场方向方向
×B × × ×
××××
×
××××
××××
安培力垂直板面向里
不受力
B × F
····
···· · ·× · ·
5、蹄形磁铁上方放置一通有方向如图电流 I 的轻 质直导线ab，则ab运动的情况是 ( A ) A.a端转向纸外， b端转向纸里，同时向下运动 B.a端转向纸外， b端转向纸里，同时向上运动 C.a端转向纸里， b端转向纸外，同时向上运动 D.a端转向纸里， b端转向纸外，同时向下运动
6、如图所示，两根相互平行的长直导线位于图中纸 面内，导线中通有大小相等、方向相反的电流，导 线a、b所受的安培力 Fa、Fb 的方向是（ ） A．Fa向左， Fb向右， B．Fa向左， Fb向左 C．两力都垂直纸面， Fa向里，Fb向外 D．两力都垂直纸面， Fa向外，Fb向里
【猜想与验证】影响安培力的因素 ①磁场的强弱 ②电流的大小 ③电流的长度
磁感应强度——定量描述磁场强弱和方向的物理量。 物理学规定： 当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所 受的安培力F 跟电流I 和导线的乘积IL的比值叫做磁感应强 度。用B表示。
即： B ? F IL
单位：特斯拉（T）
安培力的大小
mg
例7、如图所示，金属导轨 MN、PQ互相平行放在同 一水平面上，其电阻不计。直导线 ab与导轨垂直放 置，其电阻为 0.40Ω，导轨间距 L=10cm 。导轨所在 区域处在匀强磁场中，磁场方向竖直向下，磁感应 强度 B=0.20T 。电源电动势 E=15V ，内电阻 r=0.18Ω, 电阻 R=1.6Ω。电键 S接通后 ab仍静止不动，求 ab所 受磨擦力的大小和方向。