选修3-1第二讲 安培力

安培力

一、基础知识回顾

1．磁极间的相互作用规律是：同名磁极相互，异名磁极相互。磁铁能吸引、、等金属。

Ｉ2．通电导线的周围存在磁场是由丹麦物理学家发现的．如图，Array

当导线中通有图示的电流时，小磁针Ｎ极将向转动。

3．磁感线与电场线的联系与区别：

4，安培定则是用来判断方向与方向之间的关系．具体做法是：用右手握住通电直导线，让伸直的大拇指的指向跟的方向一致，则弯曲的四指所指的方向表示的环绕方向．而在判断环形电流的磁感线与电流方向的关系时，右手弯曲的四指和方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上的方向．

5．磁场的强弱和方向用来描述，它是矢量，它的定义式为

6．磁场对电流的作用力（安培力）大小为F=BIL sinθ（注意：L为有效长度，电流与磁场方向应．F的方向可用定则来判定．当电流与磁场方向平行时，安培力等于．

知识点讲解

1.安培力的方向

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。

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，反向电流相互排斥。

2、安培力的大小

公式： F=ILBsin θ

3、在应用F=BIL 公式时应注意哪些问题?

因F=BIL 是由B=

IL

F

导出，所以在应用时要注意: 1．B 与L 垂直; 2。L 是有效长度;

3、B 并非一定为匀强磁场，但它应该是L 所在处的磁感应度

例题分析

试判断下列通电导线的受力方向．

×

×

× ． ． ．

．

× ×

×

． ． ．

× × × ． ． ． ． × × × × ． ． ． ．

试分别判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向．

同向电流

反向电流

090o

θ=0

F =O

θ=F IBL

=Ｉ B

【例1】如图所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽L 。匀强磁场磁感应强度为B 。金属杆长也为L ，质量为m ，水平放在导轨上。当回路总电流为I 1时，金属杆正好能静止。求：⑴B 至少多大？这时B 的方向如何？⑵若保持B 的大小不变而将B 的方向改为竖直向上，应把回路总电流I 2调到多大才能使金属杆保持静止？

【例3】如图所示，半径为R 、单位长度电阻为 的均匀导体环固定在水平面上，圆环中心为O ，匀强磁场垂直于水平面方向向下，磁感应强度为B 。平行于直径MON 的导体杆，沿垂直于杆的方向向右运动。杆的电阻可以忽略不计，杆于圆环接触良好。某时刻，杆的位置如图，∠aOb =2θ，速度为v ，求此时刻作用在杆上的安培力的大小。

针对练习：

1．如图所示，表示通电导线在磁场内受磁场力作用时F 、I 、B 三者方向的关系，其中正确的是

( )

2．如图，ab 和cd 是两根可以自由移动的平行导线。用直流电源给它们同时供电( )

A ．当a 、c 接正极，b 、d 接负极时，它们相互吸引

B ．当a 、c 接负极，b 、d 接正极时，它们相互排斥

C ．当a 、d 接正极，b 、c 接负极时，它们相互吸引

D ．当a 、d 接负极，b 、c 接正极时，它们相互排斥

3．如图，A 是一个通以逆时针方向电流的通电圆环，MN 是一段直导线，它水平地放在环中并与环共面，当有电流i 从N 流向M 时，MN 所受的安培力的方向是( ) A ．沿纸面向上 B ．沿纸面向下 C ．垂直于纸面向外 D ．垂直于纸面向内

4．如图所示，正方形线圈有一半处在匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直。当线圈中通以顺时针方向的电流时，线圈将( ) A ．向上平动 B ．向下平动 C ．向左平动 D ．向右平动

图

2-2

5.如图2-2所示，将一根长为l 的直导线，由中点折成直角形放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，导线平面与磁感线垂直，当导线中通以电流I 后，磁场对导线的作用力大小为（ ） A ．BIl 2

1 B ．BIl C ．

BIl 22

D ．BIl 2

6.如图2-4所示,两根相互平行放置的长直导线a 和b 通有大小相等、方 向相反的电流,a 受到磁场力的大小为F 1,当加入一与导线所在平面垂直的匀 强磁场后,a 受到的磁场力大小变为F 2.则此时b 受到的磁场力大小为（ ） A ．F 2 B ．F 1－F 2 C ．F 1+F 2 D ．2F 1－F 2

7．如图所示，在用软线悬挂的圆形线圈近旁有一水平放置的条形磁铁，线圈平面与磁铁的中轴线重合，当线圈通以顺时针方向的电流后( ) A ．线圈向左摆动靠近磁铁 B ．线圈向右摆动远离磁铁

C ．从上往下看，线圈顺时针转动，同时靠近磁铁

D ．从上往下看，线圈逆时针转动，同时靠近磁铁

8．如图所示，KN 和LM 是同心圆弧，其圆心是O ，在O 处垂直于纸面放置一载流长直导线，电流方向垂直于纸面向外，用一根导线围成图中KLMN 所示的回路，当在回路中通以沿图示方向的电流I 2时，此时回路( ) A ．将向右移动

B ．将在纸面内绕通过O 点并垂直纸面的轴转动

C ．各边所受安培力：KL 边受力垂直于纸面向外，MN 边受力垂直于纸面向里，LM 和KN 边不受力

D ．各边所受安培力：LM 和KN 边不受力，KL 边受力与NM 边受力方向与C 中所述的相反

9．如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A 。A 与螺线管垂直，“⊙”表示导线中的电流方向垂直于纸面向外。电键S 闭合后，A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )

A ．水平向左

B ．水平向右

C ．竖直向下

D ．竖直向上

10．如图中的天平可以测出线圈ab 边所处匀强磁场的磁感强度B 的大小。设ab 边水平，长度

为L ，通以由a 向b 的电流I 时，左盘砝码质量为m 1，天平平衡；仅将电流方向改为由b 向a 时，天平左盘砝码质量为m 2天平才平衡。可知被测磁场的磁感应强度为

A ．

IL

g

m m )(12+

B ．

IL

g

m m )(12-

a b

I

图