物理3.4磁场对通电导线的作用力基础知识讲解课件新人教选修31

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3．线圈偏转角的度 越大，被测电流 就越大．根方据向线圈偏转的 ，可以知道 被测电流的方向．
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一、安培力方向的判断——左手定则 1．安培力的方向总是垂直于磁场方向 和电流方向所决定的平面．在判断时首先 确定磁场与电流所确定的平面，从而判断 出安培力的方向在哪一条直线上，然后再 根据左手定则判断出安培力的具体方向．
1.左手定则是用来判定安培力的方向 与磁感应强度的方向和电流方向三者之间 关系的，这三个量的方向一定是两两垂直 吗？
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5．通过实验可得出，平行通电直导线 之间有相互作用平力行，通电同直向导电线相流互吸引
平行通．电直导线，相互异排向斥电流 【思考·提示】 1.F与B、I一定垂直 ，I与B不一定垂直．
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3．在安培力作用下的物体平衡的解决 步骤和前面学习的共点力平衡相似，一般 也是先进行受力分析，再根据共点力平衡 的条件列出平衡方程，其中重要的是在受 力分析过程中不要漏掉了安培力．
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安培力作为通电导体所受的外力参与 受力分析，产生了通电导体在磁场中的平 衡、加速及做功问题，这类问题与力学知 识联系很紧密，解题时把安培力等同于重 力、弹力、摩擦力等性质力；对物体进行 受力分析时，注意安培力大小和方向的确 定；求解时注意运用力学中静力学、动力 学及功和能等有关知识，解此类题可以有 效地培养综合分析能力，必须引起重视．
1．公式F＝ILB中L指的是“有效长度 ”．当B与I垂直时，F最大，F＝ILB；当 B与I平行时，F＝0.
2．弯曲导线的有效长度L，等于连接 两端点直线的长度(如图3－4－1所示)； 相应的电流沿L由始端流向末端．
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图3－4－1
3.若磁场和电流成θ角时，如图3－4－ 2所示．可以将磁感应强度B正交分解成 B⊥＝Bsin θ和B∥＝Bcos θ，而B∥对电流是 没有作用的．
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二、安培力的大小
1.垂直于磁场B放置长为L的通电导线
，当通过的电流为I时，它IL所B 受的安培力F
为
.
成θ角2．时当I，LB磁s公in感θ式应F＝强度B的. 方向与导线方向
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2.通电导体如果是弯曲的，如何确定 它的有效长度？
【思考·提示】 2.导体两端的连线即 为有效长度．
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2．当电流方向跟磁场方向不垂直时， 安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的 平面，所以仍可用左手定则来判断安培力 的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心． (电流与B垂直时，一定要让磁感线垂直穿 过手心，否则可能出现错误)
3．注意区别安培力的方向和电场力的 方向与场的方向的关系，安培力的方向总 是与磁场的方向垂直，而电场力的方向与 电场的方向平行．
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1．F安⊥I，F安⊥B，但B与I不一定垂 直．
2．判断通电导线在磁场中所受安培力 时，注意一定要用左手，并注意各方向间 的关系．
3．若已知B、I方向，F安方向唯一确 定，但若已知B(或I)、F安方向、I(或B)方 向不唯一．
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二、F＝BIL的适用条件及各量的意义
等效分析法
环形电流可以等效为小磁针(或条形磁 铁)，条形磁铁也可等效成环形电流，通 电螺线管可以等效成很多的环形电流来分 析． 2020/5/10
3．特殊位置分析法
根据通电导体在特殊位置所受安培力 的方向，判断其运动方向，然后推广到一 般位置．
4．结论法
两平行直线电流在相互作用过程中， 无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电 流互相排斥；两不平行的直线电流相互作 用时，有转到平行且电流方向相同的趋势 ．
F＝ILB⊥＝ILBsinθ，即F＝ILBsinθ.
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图3－4－2
三、安培力作用下导体运动方向的判 断
如果通电导体放置在非匀强磁场中， 则不能够运用F＝BIL进行定量的计算，但 可用F＝BIL和左手定则进行定性的讨论， 常用的方法有以下几种：
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1．电流元分析法
把整段电流等效分成很多段直线电流 元，先用左手定则判断出每小段电流元所 受安培力的方向，从而判断出整段电流所 受合力的方向，最后确定运动方向，注意 一般取对称的两段电流元分析．
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4．研究库仑力时，用来检验电点电场荷的是 ，检验电荷受库仑力的方向与电
场的方向相同或相反． 研究安培力时，用来检验磁感应强度
的是一个有方向的电流元，电流元受力的 方向、磁场的方向、电流的方向三者不但 不平在面一条直线上，而且不在一个 里 ．因此研究安培力问题要涉及三维空间．
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三、磁电式电流表
1．磁电式电流表的原安培理力是与电流 的关系．
2．磁电式仪表的构造特点
(1)构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、软
铁、极靴．
半径
(2)特点：两极间平行装有极靴，极均靴匀和极
靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁
场都沿 方向，使线圈平面都与磁场
方向 2020/5/10 ，使表盘刻度
第四节 磁场对通电导线的作用力
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学习目标：1.掌握安培力方向的判断 方法——左手定则．
2．掌握安培力大小的计算方法．
3．了解磁电式电流表的原理． 重点难点：安培力的大小计算和方向 判定． 易错问题：1.安培力方向的判定．
2．计算安培力大小时，导体有效长度 的确定．
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四、安培力与力学相结合的综合问题
1．有安培力参与的物体平衡，此平衡 与前面所讲的物体平衡一样，也是利用物 体平衡条件解题，其中安培力是众多受力 中的一个．
2．与闭合电路欧姆定律相结合的题目 ，主要应用：
(1)闭合电路欧姆定律； (2)安培力求解公式F＝ILB； (3)物体平衡条件．
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为方便对问题的分析和便于列方程， 在受力分析时将立体图画成平面图，即画 成俯视图、剖面图或侧视图等．
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一、安培力的方向
1．人们把通电导线在磁场中受安的培力力称
为
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2．通电导线在磁场垂直中所受安培力的方 向，与电流、磁感应强度的方向都
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3．左手定则：伸开左手，使拇指与其
余四个手指垂直，并且都与手掌在同掌一心平
面内．让磁感线从 进入，并使四指指
向
，电这流时的方拇向指所指的方向就是
通电导线在磁场中所受安培力的方向．