磁场对通电导线的作用力讲解---安培力(王老师原创).pdf

磁场对通电导线的作用力----安培力1、安培力的方向——左手定则（1）左手定则伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把手放入磁场，让磁感线穿过手心，让伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指方向即为安培力方向。（2）安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系：①F⊥I，F⊥B，即安培力垂直于电流和磁感线所在的平面，但B与I不一定垂直。安安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，则F方向确定；但若已知B（或I）和F方向，则I（或B）方向不确定。安安（3）电流间的作用规律：同向电流相互吸引。，反向电流相互排斥。2、安培力大小的公式表述（1）通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与I和L的乘积成正比。公式：。（2）当B与I成角时，，是B与I的夹角。推导过程：如图所示，将B分解为垂直电流的和沿电流方向的，B对I的作用可用B、B对电流的作用等效替代，。12几点说明：（1）通电导线与磁场方向垂直时，F=BIL最大；平行时最小，F=0。（2）B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度，与导线的长度和电流的大小都无关。（3）导线L所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式仅适用于很短的通电导线（我们可以把这样的直线电流称为直线电流元）（4）式中的L为导线垂直磁场方向的有效长度。如图所示，半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置，当导线中通以电流I时，导线的等效长度为2r，故安培力F=2BIr。3．安培力作用下的物体运动方向的判断方法（1）电流元受力分析法：把整段电流等效为很多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元受安培力的方向，从而判断出整段电流元所受合力的方向，最后确定运动方向。（2）特殊位置分析法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置（如转过90°）后，再判断所受安培力方向，从而确定运动方向。（3）等效分析法：环形电流可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可以等效成环形电流，通电螺线管可等效成很多的环形电流来分析。（4）结论分析法：①两直线电流平行时无转动趋势，方向相同时相互吸引，方向相反时相互排斥；②两直线电流不平行时有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。（5）转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁场中所受到的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。课后习题精练：1．画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向BBBBθθθθＡＢＣＤEFHG2、如图所示，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，求各导线所受到的安培力F的大小．F3、由磁感应强度的定义式B＝可知，下列说法正确的是()ILA．磁感应强度B与磁场力F成正比，与电流元IL成反比B．同一段通电导线垂直于磁场放在不同磁场中，所受的磁场力F与磁感应强度B成正比FC．公式B＝只适用于匀强磁场ILFD．只要满足L很短，I很小的条件，B＝对任何磁场都适用IL4、在匀强磁场中某处P放一个长度为L＝20cm，通电电流I＝0.5A的直导线，测得它受到的最大磁场力F＝1.0N，其方向竖直向上．现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度为()A．零B．10T，方向竖直向上C．0.1T，方向竖直向下D．10T，方向肯定不沿竖直向上的方向5、一根长为0.2m通电导线，导线中的电流为2A，放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是()A．0.4NB．0.2NC．0.1ND．06、关于磁感应强度为B，电流强度I、导线长L和导线所受磁场力F的关系，下列说法中正确的是()A．在B＝0的地方，F一定等于零B．在F＝0的地方，B一定等于零C．若B＝1T，I＝1A，L＝1m，则F一定等于1ND．若L＝1m，I＝1A，F＝1N，则B一定等于1T7、如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线中通过如图所示方向的电流时（电流由A指向B），从上往下看关于导线的运动情况正确的是（）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8、一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈上L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图6-3所示的电流时，从左向右看，则线圈L1将()A.不动B.顺时针转动C.逆时针转动D.向纸面内平动9、如图，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的是（）A．磁铁对桌面的压力减小B．磁铁对桌面的压力增大C．磁铁对桌面的压力不变D．以上说法都不可能10、如图所示