1.1-2磁場對通電導線的作用力第一章

安培力與洛倫茲力一.安培力的方向左手定則：——伸開左手，使拇指與四指在同一個平面內并跟四指垂直，讓磁感線垂直穿入手心，使四指指向電流的方向，這時拇指所指的就是通電導體所受安培力的方向。B1B2F=BILsinθF的方向垂直于電流與磁場組成的平面θ為B與I的夾角二.安培力的大小3.對公式F=BIL的理解（1）僅適用于勻強磁場F一定與B垂直，F(xiàn)一定與I垂直。但B與I不一定垂直。。（2）F不僅與B、I、L有關，還與放置方向有關。（3）L指的是“有效長度”，等于連接兩端點線段的長度。相應的電流沿L由始端流向末端。【課堂檢測】1.判斷正誤：(1)當通電直導線垂直于磁感應強度方向時，安培力的方向和磁感應強度方向相同。(

)(2)已知磁場方向和電流方向判定安培力的方向用左手，若已知磁場方向和安培力的方向，判定電流的方向用右手。(

)(3)通電導體在磁場中一定會受安培力的作用。(

)(4)兩根通電導線在同一勻強磁場中，若導線長度相同，電流大小相等，則所受安培力大小相等，方向相同。(

)(5)通以10A的通電直導線，長為0.1m，處在磁感應強度為0.1T的勻強磁場中，所受安培力可能為0.02N。(

)2.（指向目標2）如圖，金屬棒AB用軟線懸掛在磁感應強度為B，方向如圖所示的勻強磁場中，電流由A向B，此時懸線張力為T，欲使懸線張力變小，可采用的方法有（）A.將磁場反向，且適當增大磁感應強度B.改變電流方向，且適當增大電流強度C.電流方向不變，且適當增大電流強度D.磁場方向不變，且適當增大磁感強度2.在圖1.1-10中畫出通電導體棒ab所受的安培力的方向。3．圖1.1-11所示為電流天平，可以用來測量勻強磁場的磁感應強度。它的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)為n，線圈的水平邊長為l，處于勻強磁場內，磁感應強度B的方向與線圈平面垂直。當線圈中通過電流I時，調節(jié)砝碼使兩臂達到平衡。然后使電流反向，大小不變。這時需要在左盤中增加質量為m的砝碼，才能使兩臂再達到新的平衡。（1）導出用n、m、l、I表示磁感應強度B的表達式。（2）當n＝9，l＝10.0cm，I＝0.10A，m＝8.78g時，磁感應強度是多少？4．有人做了一個如圖1.1-12所示的實驗：把一根柔軟的彈簧懸掛起來，使它的下端剛好跟槽中的水銀接觸，觀察通電后的現(xiàn)象。請你分析一下，通電后有可能發(fā)生怎樣的現(xiàn)象？【例4】（指向目標2）如圖所示，在傾角為30o的斜面上，放置兩條寬L=0.1m的光滑平行導軌。導軌上端接一電阻，阻值R1=1Ω，導軌下端接電源，電源電動勢為E=6V，內阻r=1Ω。質量為m=40g、電阻R2=1Ω的導體棒ab垂直導軌放置。當開關S閉合時，金屬棒ab恰好不動。g取10m/s2，其它電阻不計。求垂直于導軌平面的磁場的磁感應強度。拓展：若磁場方向豎直向上，求磁感應強度。解題思路：（1）電：分析電路的結構，標出導體棒中的電流方向。

選擇恰當?shù)碾妼W規(guī)律，計算導體棒中的電流大小（2）力：以

為研究對象，進行狀態(tài)和受力分析。

選擇恰當?shù)牧W規(guī)律求解（列出平衡、牛頓第二定律、運動學公式）。【例3】（指向目標2）傾角為α的導電軌道間接有電源，軌道上放有一根靜止的金屬桿ab。現(xiàn)垂直軌道平面向上加一勻強磁場，如圖所示，磁感應強度B逐漸增加的過程中，ab桿受到的靜摩擦力(

)A．逐漸增大 B．逐漸減小C．先增大后減小 D．先減小后增大3.【選做】（指向目標2）（多選）如圖所示，一根質量為m、長為l的金屬棒用兩根細線懸掛在垂直紙面向里磁感應強度為的勻強磁場中，已知每根細線可以承受的最大拉力為2mg，當導棒通入從左到右方向的電流I時，金屬棒處于靜止狀態(tài)，此時每根細線的拉力為mg/4，關于該導棒和細線下列說法中正確的是A.倘若磁感應強度增大為2B，每根細線的拉力為0B.倘若磁感應強度增大為4B/3，每根細線的拉力為0C.倘若將電流方向變?yōu)閺挠蚁蜃螅笮∽優(yōu)?I，細線不會被拉斷D.倘若將磁感應強度方向變?yōu)榇怪庇诩埫嫦蛲猓淖兇鸥袘獜姸菳的大小，那么每根細線的拉力一定大于mg4.【選做】（指向目標2）（多選）如圖，三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距，均通有電流I，L1中電流方向與L2中的相同，與L3中的相反。下列說法正確的是()A.L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁場作用力的方向與L1、L2在平面垂直C.L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為D.L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為【例1】（指向目標1）如圖所示，把輕質導線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直線圈平面。當線圈內通以圖中方向的電流后，線圈的運動情況是(

)A．線圈向左運動 B．線圈向右運動C．從上往下看順時針轉動D．從上往下看逆時針轉動考點一：安培力作用下導體運動情況的判定方法總結：等效分析法:環(huán)形電流可等效為小磁針或小磁針也可等效為環(huán)形電流。通電螺線管可等效為多個環(huán)形電流或條形磁鐵。【例2】（指向目標1）如圖所示，條形磁鐵靜止放在桌面上，當在其左上方放一電流方向垂直紙面向里的通電直導線后，則磁鐵受到的摩擦力和彈力（）

A.摩擦力為零

B.彈力保持不變

C.摩擦力方向向左

D.摩擦力方向向右方法總結：轉換研究對象分析法：當研究一個物體的受力情況時，發(fā)現(xiàn)不容易研究或不會受力分析。可以研究與之相互作用的另一個物體的受力，再根據(jù)牛頓第三定律判斷我們研究的物體的受力情況。2.（指向目標1）如圖所示，條形磁鐵放在光滑斜面上，用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡，A為水平放置的直導線的截面，導線中無電流時磁鐵對斜面的壓力為FN1；當導線中有垂直紙面向外的電流時，磁鐵對斜面的壓力為FN2，則下列關于磁鐵對斜面壓力和彈簧的伸長量的說法中正確的是(

)A．FN1<FN2，彈簧的伸長量減小B．FN1＝FN2，彈簧的伸長量減小C．FN1>FN2，彈簧的伸長量增大D．FN1>FN2，彈簧的伸長量減小【例2】如下圖所示，把一重力不計的通電直導線放在蹄形磁鐵的正上方。導線可以自由轉動，當導線中通入如圖所示方向的電流I時。導線的運動情況是（從上往下看）（）A.順時針方向轉動，同時下降B.順時針方向轉動，同時上升C.逆時針方向轉動，同時下降D.逆時針方向轉動，同時上升方法總結：電流元分析法：把整段電流分成很多小段直線電流。其中每一小段就是一個電流元。先用左手定則判斷出每小段電流元受到的安培力的方向，再判斷整段電流所受安培力的方向，從而確定導體的運動方向特殊位置分析法：根據(jù)通電導體在特殊位置所受安培力的方向，判斷其運動方向。然后推廣到一般位置。【例3】如圖，兩條導線相互垂直，但相隔一段距離．其中AB固定，另一條CD能自由活動，當直線電流按圖示方向通入兩條導線時，導線CD將（從紙外向紙內看）（）A．不動B．順時針方向轉動同時靠近導線ABC．逆時針方向轉動同時離開導線ABD．順時針方向轉動同時離開導線ABE．逆時針方向轉動同時靠近導線AB方法總結：推論分析法：①兩電流相互平行時無轉動趨勢。同向電流互相吸引，反向互相排斥。

②兩電流不平行時，有轉動到相互平行且方向相同的趨勢。3、如圖所示，AB固定，并通以電流I，問