磁场对通电导线的作用力

结论：两通电导线有达到电流方向相同， 结论：两通电导线有达到电流方向相同，并靠
近的趋势
练习2 通电矩形导线框abcd与无限 练习 通电矩形导线框 与无限
长通电直导线MN在同一平面内， 在同一平面内， 长通电直导线 在同一平面内 M 电流方向如图所示， 边与 边与NM平 电流方向如图所示，ab边与 平 关于MN的磁场对线框的作用， 的磁场对线框的作用， 行。关于 的磁场对线框的作用 a 下列叙述正确的是（ 下列叙述正确的是（ ） I1 I2 A、线框有两条边所受的安培力方 、 向相同； 向相同； B、线框有两条边所受的安培力大 、 b 小相同； 小相同； C、线框所受安培力的合力朝左； N 、线框所受安培力的合力朝左； D、cd所受安培力对 边的力矩不 所受安培力对ab边的力矩不 、 所受安培力对 为零； 为零；
第三章
磁场
第四节 磁场对通电导线的作用力
复习
通电导线受到的磁场力与哪些因素有关？ 通电导线受到的磁场力与哪些因素有关？ 当通电导线与磁场垂直时，F = ILB 当通电导线与磁场垂直时 垂直
通电导线在磁场中受到的力称为安培力 一、安培力的方向 猜测:哪些因素会影响导线受力的方向 猜测 哪些因素会影响导线受力的方向 电流的方向和磁场的方向 改变导线中电流的方向， 1、改变导线中电流的方向，观察 受力方向是否改变。 受力方向是否改变。 2、上下交互磁场的位置以改变磁 场的方向， 场的方向，观察受力方向是否变化
如果是一闭合回路 受力又是多少? 受力又是多少
【例4】说说下面各图的有效长度
【例5】如图所示，L=0.2cm，I=0.2A， 如图所示， ， ，
B=0.5T，求该导线所受安培力是多大？方 ，求该导线所受安培力是多大？ 向如何？ 向如何？
I
大小为1× 大小为 ×10-4N
小结
1、安培力的大小： 安培力的大小： 1）当I ⊥ B， F=BIL 2）当I // B， F=0
力电应用
如图所示， 在倾角为30 的斜面上， 1 、 如图所示 ， 在倾角为 30o 的斜面上 ， 放置两条宽 L ＝ 的光滑平行导轨，将电源、 0.5m 的光滑平行导轨 ， 将电源 、 滑动变阻器用导线连接 kg的金属棒 在导轨上， 在导轨上 ， 在导轨上横放一根质量为 m ＝ 0.2kg 的金属棒 ab ， 电源电动势 E ＝ 12V ， 内阻 r ＝ 0.3Ω ， 磁场方向垂直 12V 轨道所在平面， 在轨道上保持静止， 轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止， 应为多大？ 10m/s 滑动变阻器的使用电阻 R 应为多大 ？ （ g 取 10m/s2 ， 其它 电阻不计） 电阻不计）
F = ILBsinθ
F B⊥ B∥ B
(θ为 (θ为B与L的夹角) 的夹角)
对公式的理解
★不仅与B、I、L大小有关，还与放置方式有关 ★L是有效长度，不一定是导线实际长度
【例3】如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等 边直角三角形的两条直角边， 边直角三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力 怎样求？大小多少？方向怎样？ 怎样求？大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向 怎样？如果电流沿ab边从 边从a到 ， 边受安培力多大 边受安培力多大？ 怎样？如果电流沿 边从 到b，ab边受安培力多大？
θ
I
3.当电流与磁场方向夹角为θ 3.当电流与磁场方向夹角为θ时: 当电流与磁场方向夹角为 B 通电直导线与磁场方向不垂直 不垂直的情况 通电直导线与磁场方向不垂直的情况 把磁感应强度B分解为两个分量： 把磁感应强度B分解为两个分量：B =Bsinθ 一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ =Bcosθ
3）当I与B有夹角θ时， F=BIL sinθ
2、安培力的方向——左手定则 安培力的方向 左手定则
巩固练习
如图所示的四种情况， 1、如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场 C 其中通电导线不受安培力的是（ 中，其中通电导线不受安培力的是（ ）
电流微元法、特殊位置法、 电流微元法、特殊位置法、等效法分析运动
A
导线将如何运动？ 导线将如何运动？
N
S
练习1、两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距 离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流 电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将……（ A ） A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB B、顺时针方向转动，同时离开导线AB C、逆时针方向转动，同时离开导线AB D、逆时针方向转动，同时靠近导线AB A C I B I D
I B F F I B I B F F I B
一.安培力的方向
F
B I
左手定则：伸开左手， 左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟 四指垂直，让磁感线垂直穿入手心， 垂直穿入手心 四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，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。 这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
d
cBaidu Nhomakorabea
M a I1 I2
B
d
b N
c
正确答案： 、 正确答案：B、C
练习3 如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线 练习 ：如图所示，固定螺线管 右侧有一正方形线
框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为 ，线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭 ， 合开关S后 线框运动情况应为…………（ A ） 合开关 后，线框运动情况应为 （ A．ab向外，cd向里转动且向 靠拢 向外， 向里转动且向 向里转动且向M靠拢 ． 向外 B．ab向里，cd向外转动且远离 向里， 向外转动且远离 向外转动且远离M ． 向里 C．ad向外，bc向里转动且向 靠拢 向外， 向里转动且向 向里转动且向M靠拢 ． 向外 D．ad向里，bc向外转动且远离 向里， 向外转动且远离 向外转动且远离M ． 向里
F F
反向电流
F F
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时: 1.当电流与磁场方向垂直时: 当电流与磁场方向垂直时
F = ILB (B⊥L) (B⊥
F B I
2、电流与磁场方 、 向平行时， 向平行时，磁场 对电流的作用力 为零
S I
N
B
问题:如果既不平行也不垂直呢？ 问题:如果既不平行也不垂直呢？
b
a
答案C 答案
【例2】画出图中第三个量的方向。 画出图中第三个量的方向。
B B I I α F B B F α B
I
I B F I F α
B F I 30 ° B I
问题：如图所示， 问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间 会通过磁场发生相互作用 结论: 同向电流相互吸引。 结论: 同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。 反向电流相互排斥。 用学过的知识加以分析 同向电流
B B a
30° b °
FN R E r F
力电应用
水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有一质 量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势为６V， 内阻为0.5 ，滑动变阻器调到2.5 时，要在金属棒 所在位置施加一个垂直与ab的匀强磁场，才能使金 属棒ab对轨道的压力恰好为零，求匀强磁场的大小 和方向． 若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针转 37°，此时ab仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩 擦力为多大？
如果磁场和电流不垂直,情况会怎样 如果磁场和电流不垂直 情况会怎样? 情况会怎样 安培力F 的方向总是垂直于电流I 安培力 的方向总是垂直于电流 与磁感应强度B 与磁感应强度 所确定的平面
F
B I
【例1】 关于垂直于磁场方向的通电直导
线所受磁场力的方向， 线所受磁场力的方向，正确的说法是 A．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行 ．跟磁场方向垂直， B．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行 ．跟电流方向垂直， C． 既跟磁场方向垂直， C．既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂 直 D．既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方 ．既不跟磁场方向垂直， 向垂直
N
S
如图所示，条形磁铁放在水平桌面上， 2 、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正 中央的上方固定一根直导线MN 导线与磁场垂直， MN， 中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直， 给导线通以由N 的电流， 给导线通以由N向M的电流，则( ) A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用 磁铁对桌面压力减小， 磁铁对桌面的压力减小， B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用 磁铁对桌面的压力增大， C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用 磁铁对桌面的压力增大， D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用
I
B2
θ
1
平行于导线的分量B 平行于导线的分量B2不对通电导线产生作 用力，通电导线所受作用力仅由B 用力，通电导线所受作用力仅由B1决定 即F=ILB1 将B1=Bsinθ代入得 F=ILBsinθ =Bsinθ F=ILBsinθ
θ = 0o
F = 0
θ = 90O
F = IB L
3.当电流与磁场方向夹角为θ 3.当电流与磁场方向夹角为θ时: 当电流与磁场方向夹角为