安培力的大小解读

小结 1、安培力的大小：
1）当I B， F =BIL
注意：导线不是直线，找导线的有效长度 （首尾连接的直线）
2）当I // B， F =0 3）当I与B有夹角时，F =BIL sin
2、安培力的方向 ——左手定则
如图所示，水平放置的平行金 属导轨相距为 d ，导轨一端与电源 相连，垂直于导轨平面的匀强磁场 的磁感应强度为B，方向如图所示. 长为l的金属棒
ab静止在导轨上，棒与平行导轨成60°夹角，此 时，通过金属棒的电流为I，则金属棒所受的安
培力大小为
解析: ［答案］
.
d 2 3 F BIL BI BId. sin 60 3
2 3 BId 3
如右图所示，通电闭合直角三角形线框 abc 处在匀强 磁场中，磁场方向垂直于线框平面，电流方向如图所 示，那么三角形线框受到的磁场力的合力为 ( ) A.方向垂直于ab边斜向上 B.方向垂直于ac边斜向上 C.方向垂直于bc边向下 D.为零
B a
30° b
FN R E r
B
F
力电应用
8、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0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，要在金属 棒所在位置施加一个垂直于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？
0o
90O
F 0
F IBL
3.当电流与磁场方向夹角为θ时:
F = ILBsinθ
F B⊥
θ
(θ为B与I的夹角)
B∥ B
I
二.安培力的大小
1.当电流和磁场垂直时
F＝ILB
2.当电流和磁场平行时
F＝0
3.当电流和磁场夹角θ时
F=ILB sinθ
【例1】如图所示，L=0.2cm，I=0.2A，
［答案］ D
长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中， 电流的强度为1A，受到磁场作用力的大小为 2N，则磁感应强度B （ B ）
A、B＝10T C、B≤10T B、B≥10T D、不能确定
例5.如图所示质量为m=50g的铜棒，长L＝10cm， 用长度均为L的两根软导线水平地悬吊在竖直 向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1/3T，通 电后，平衡时棒向纸外偏转的角度θ＝37°， 此铜棒中电流的大小为多少？
邯 郸 成 语
课堂训练
B F F N S N 桌面对磁铁的摩擦力 F S
（1）绳子拉力_______ 变大 (变大,变小,不变)
有 _______( 有,无) 水平向右 方向 _______.
（2）桌面对磁铁的支持 变小 力_______
（3）桌面对磁铁的摩擦 无 力________( 有,无).
B=0.5T，求该导线所受安培力是多大？方 向如何？
I
I
θ
B
大小为2×10-4N
【例2】如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等 腰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？ 如果是一闭合回路 受力又是多少?
对公式的理解
F=ILB
★L是有效长度， 不一定是导线实际长度Biblioteka Baidu
mg=BIL B=mg/IL
G
7、如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽 L＝0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用 导线连接在导轨上，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，磁场方向垂直轨道所在平面， B ＝ 0.8T 。 欲使棒 ab 在轨道上保持静止，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）
N
B
问题:如果既不平行也不垂直呢？
θ
I
3.当电流与磁场方向夹角为θ时: 把磁感应强度B分解为两个分量：
一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ B 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ
I
1
B
B2
θ
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B1决定 即F=ILB1 将B1=Bsinθ代入得 F=ILBsinθ
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 现象: 同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。 用学过的知识加以分析 同向电流
F F F
反向电流
F
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时:
F=ILB (B⊥I)
F B I
2、电流与磁场方向平行时， 磁场对电流的 作用力为零
S I
T θ F
B
θ
mg
例6、如图所示，金属杆ab的质量为m，长为L， 通过的电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁 场中，结果ab静止在水平导轨上。若磁场方向 与水平导轨成θ角，求： （1）棒ab受到的摩擦力； （2）棒对导轨的压力。
B
a
θ b
如图11-2-5(a)，相距20cm的两根光滑平行铜导轨，导 轨平面倾角为a=370，上面放着质量为80g的金属杆ab， 整个装置放在B=0.2T的匀强磁场中. (1)若磁场方向竖直向下，要使金属杆静止在导轨上， 必须通以多大的电流.
R I
B
【例3】说说下面各图的有效长度
4、如图所示，直导线处于足够大的匀强磁 场中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的 电流为I，为了增大导线所受的安培力，可采 取下列四种办法，其中不正确的是 C A.增大电流I B.增加直导线的长度 C.使导线在纸面内顺时针转30° D.使导线在纸面内逆时针转60°
θ
X
mgtgθ=BIL
F
θ
B=mgtgθ/IL
mg
引申1：欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感 应强度B的最小值为________,
方向________.
mgsinθ=BIL θ B N
F
X
θ G B θ
F
X
B=mgsinθ/IL
引申2：欲使它静止在斜面上,且对斜 面无压力, 外加磁场的磁感应强度B的 最小值为_________, 方向________.
(2)若磁场方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在导轨 上，必须通以多大的电流。
【解析】由b向a看时，进行受力分析如图所示， 由平衡条件得
(1)F=BIL=mgtana
I=mgtana/BL=15A
(2)当磁场垂直斜面向下时
F=BIL=mgsina
I=mgsina/BL=12A
例：在倾斜角为θ的光滑斜面上,置一通有 电流I,长为L,质 量为m的导 体棒，如图所 示,在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强 度B为 _________. 解：静止于斜面说明受力平衡