磁场对通电导体的作用力

【例3】 实验室经常使用的电流表是磁电式仪 表．这种电流表的构造如图甲所示．蹄形磁铁和 铁芯间的磁场是均匀地辐向分布的．当线圈通以 如图乙所示的电流，下列正确的是（ ） A．线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行 B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动 C．当线圈转到如图乙所示的位置， 端受到的安培力方向向上 D．当线圈转到如图乙所示的位置，安培力的作用 使线圈沿顺时针方向转动
B b
b
B
α a A B θ
a
例6、如图所示，通电直导线质量为m、长为L，水平的 放置在倾角为θ的光滑斜面上，通以图示方向的电流， 电流强度为I，要求导线静止在斜面上． （1）若磁场的方向竖直向上，则磁感应强度为多大？ （2）若要求磁感应强度最小，则磁感应强度如何？
例7：如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在 磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导 线．当导线中通以由外向内的电流时（ ） A．磁铁受到向左的摩擦力，磁铁对桌面的压力减 小 B．磁铁受到向右的摩擦力，且对桌面的压力减小 C．磁铁受到向左的摩擦力，且对桌面的压力增大 D．磁铁不受摩擦力，对桌面的压力不变
定则.
F、B、I方向关系示意图
F B I
安培力的大小
公式:F=BIL (此时BIL三者关 系为两两垂直) B与I不垂直时： F=BILsinθ

有效长度：
如图11 所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，
电流为I，磁感应强度为B，则各导线所受到的安培力分别为：
图11
2BIR ，F ＝___. 2BIL ，F ＝________ BILcos α ，FB＝________ FA＝__________ 0 C D
力的方向.
图2
左手定则


安培力的方向、磁感应强度方向、电流 方向遵循左手定则。 左手定则：伸开左手使拇指与其余四个 手指垂直，并且都与手掌在同一平面内。 让磁感应线从掌心进入，并使四指指向 电流的方向，这时拇指所指的方向就是 通电导线在磁场中所受安培力的方向。

例1、利用左手定则判断下列通电导体在 磁场中所受的安培力方向
= B⊥ S =BScos
Bcos
B
S
磁通量是标量，但有正负
例9：如图所示，框架面积为S，框架平面 与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则 穿过平面的磁通量为__________．若使框 架绕OO′转过60°角，则穿过框架平面的磁 通量为________；若从初始位置绕OO′转过 90°角，则穿过框架平面的磁通量为 __________；若从初始位置绕OO′转过 180°角，则穿过框架平面的磁通量的变化 是__________．
安培力作用下通电导体的平衡

和高一力学平衡问题比较，只是受力分 析时多了一个安培力，安培力是性质力， 注意画出通电导线受力的平面图（正视 图或侧视图）必要时结合闭合电路欧姆 定律等进行分析．
例5、在图3中，匀强磁场磁感应强度为B，有一 段长L，通有电流为I的直导线ab，电流方向从a 到b，则导线所受磁场力大小和方向如何？并将 立体图改画为平面图。
3.4磁场对通电导体的作用力
安培力

概念:通电导线在磁场中受到的力 安培力的方向
Fra Baidu bibliotek
演示
江苏省泗阳中学
知识梳理 1.安培力：磁场对 电流 的作用力. 2.安培力的方向判定 (1)左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直， 并且都跟手掌在同一平面内 .把手放入磁场中让磁感 线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向 电流的方向 ，那么， 大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培
30° 30°
例：在如图所示各图中，表示磁场方向、电流方向 及导线受力方向的图示正确的是 ( )
F F A
B
F F C D
例2、利用左手定则判断下列通电导体在磁 场中所受的安培力方向（画侧视图）
B
b α a
B
b
b
B a
a
θ
例3 画出图6中各磁场对通电导线的安培力的方向.
图6
无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I决定的平面，且满足左手
两条平行直导线的相互作用
两条平行直导线的相互作用分析

同向电流---吸引

反向电流---排斥
F
F
F
F
磁电式电流表
磁电式仪表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁 两极之间的线圈．当电流通过线圈时，导线受到 安培力的作用．由左手定则可以判定，线圈左右 两边所受的安培力的方向相反，于是架在轴上的 线圈就要转动．线圈转动时，图甲中的螺旋弹簧 变形，反抗线圈的转动．电流越大，安培力就越 大，螺旋弹簧的形变也就越大．所以，从线圈偏 转的角度就能判断通过电流的大小．
结论：找起点到终点的距离
例4
关如图10所示，一根导线位于磁感应强度大小为B，方向垂直纸面
向里的匀强磁场中，其中AB＝BC＝CD＝DE＝l，且∠C＝120°、∠B＝ ∠D＝150°.现给这根导线通入由A至E的恒定电流I，则导线受到磁场作
用的合力大小为
图10
A.2 3BIl C.(2＋ √ 3)BIl 3 B.(2＋ 2 )BIl D.4BIl
N
S
磁通量（φ） 1.定义: φ=BS(条件:当B⊥S，匀强磁场) B
B
S
B∥S, φ=0 它表示在磁场中穿过某一面的磁感线条数的多 少．且穿入与穿出可以抵消（适用于任何情况）
例8：如图所示，其中S2大于S1,则通过S1的磁 通量 S2的磁通量
N S1 S2 S
当B不⊥S时： 把B沿平行于平面与垂直于平面两个方向分解：