磁场对通电导线的作用详解

电流I和导线的长度L三者的乘积。 即： F=ILB
（2）平行时：F＝0
（3）公式： F=I L B sinθ
F B⊥ B B∥
θ表示磁场方向与电流方向间的夹角
☻ 在中学阶段，F=I L B sinθ仅适用于匀强磁场
对安培力大小计算公式的深刻理解 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 ，等于连接两端点直接的长度 (如图3－4－3所示)；相应的电流沿 L由始端向末端．特别 提醒： (1)公式 F＝ ILBsinθ中 θ是 B和 I方向的夹角，不能盲 目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析． (2)公式中的L可以理解为垂直于磁场方向的“有效长 度”．
Y(B)
注 四指
磁感线
电流
穿手心
受力
I
Z( I )
B
o
X(F)
意 大拇指
F
【例1】画出图中第三者的方向。
B B B
I
I α α
F
B B F
I
I
B F I F
B F I 30 ° B I
α
例题1：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。在什么情况下两 条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你 运用学过的知识进行讨论并做出预测，然后用 实验检验你的预测。
4
磁场对通电导线的作用力
通电导线在磁场中受到的力称为安培力
一、安培力的方向
演示：按照右图所示进行实验 。 1、改变导线中电流的方向，观 察受力方向是否改变。 2、上下交互磁场的位置以改变磁 场的方向，观察受力方向是否变化
I
F
F
I B
I B
F
F
I
B
B
F、B、I方向关系 遵循左手定则
安培力方向既与电流方向垂直又与 磁场方向垂直，即垂直于电流和磁场所 在的平面
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时:
F = ILB (B⊥L)
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
N
B
来自百度文库
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 B : 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：B
B2
1
θ
一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ
区别安培定则 与左手定则
分析
电流和电流的作用
电流方向相反
I
F
F I
F
电流方向相同 电流方向相同时，将会吸引 电流方向相反时，将会排斥
F
I
I
特别提醒： (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．
F B I
示意图 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 再次提醒：一定要使用左手！
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。
S
N
从右向左看 电流逆时针流
方法一、电流元分析法
S N
S
N
从右向左看 电流逆时针流
根据中心对称性 线圈所受安培力的合力水平向左 故线圈向磁铁运动
S
N
从右向左看 电流逆时针流
方法二、等效分析法 环形电流等效为小磁针 条形磁铁或小磁针等效为环形电流
通电螺线管等效为多个环形电流、条形磁铁
S N
F′ N
F S N
F S
（1）绳子拉力_______ 变大 (变大,变小,不变)
桌面对磁铁的摩擦力 _______( 有,无) 有
（2）桌面对磁铁的支持 力_______ 变小
（3）桌面对磁铁的摩擦 无 力________( 有,无).
水平向右 方向_______.
电流微元法 F方向×
B
特殊位置法分析运动
C
N
S
如图所示，在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈，线圈与 水平磁铁位于同一平面内，当线圈中电流沿图示方向流动 D 时，将会出现( ) A．线圈向磁铁平移 B．线圈远离磁铁平移 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
电流微元法
F
N S
等效法分析运动 F × I方向
另一分量与导线平行 B2=Bcosθ
I
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
0o
F 0
90O
F IBL
总结：安培力的大小：
（1） 在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向
垂直的情况下，导线所受安培力F等于磁感应强度B、
B
F方向•
B
F
例1 如图所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由 移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流是时，有关直导线运动情 况的说法中正确的是（从上往下看）（ ） A、顺时针方向转动，同时下降 B、顺时针方向转动，同时上升 C、逆时针方向转动，同时下降 D、逆时针方向转动，同时上升
N
F
F
• I方向
S
图 3－ 4 － 3
应用安培力应注意的问题
1、分析受到的安培力时,要善于 把立体图,改画成易于分析受力的平 面图形
2、注意磁场和电流的方向是否 垂直
B
B
a
F
.
.
b
B
F=BIL B
a
×
F
.
b
F=BIL
B
B
B
B
B
F
B F
×
×
判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题
1.画出导线所在处的磁场方向
2.确定电流方向 3.根据左手定则确定受安培力的方向 4.根据受力情况判断运动情况
两条导线互相垂直，但相隔一小段距离， 其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所 示电流后，cd导线将（ D） A.顺时针方向转动，同时靠近ab
B.逆时针方向转动，同时离开ab
C.顺时针方向转动，同时离开ab
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
˙
F
˙
˙
×
˙
˙
× 固定
˙
×
×
×
×
F
自由
同向相吸
3、判断通电导线、线圈在安培力作用 下的运动 例2：把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在 磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的 圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通 入如图方向的电流后，判断线圈如何 运动？