安培力课件讲解

研究对象 受力特点 判断方法
电场力
安培力
点电荷
电流元
正电荷受力方向与电场方 向相同，沿电场线切线方 向，负电荷相反
安培力方向与磁场方向和 电流方向都垂直
结合电场线方向和电荷正 、负判断
用左手定则判断
三.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
教科版 选修 3-1
3.2 磁场对通电导线的作用力 ——安培力
磁场对通电导线(或电流)的作用力称为安培力 一、安培力的方向 猜测:哪些因素会影响 导线受力的方向
电流的方向和磁场的方向
1、改变导线中电流的方向， 观察受力方向是否改变。
2、上下交换磁场的位置以改变磁 场的方向，观察受力方向是否变化。
安培力的方向
1.直接判断：先分析导线或线圈所在位置的磁 感线情况，然后根据左手定则判定安培力的 方向，再进行分析：
ab
FF
2.利用平行电流相互作用分析法：（1） 同向平行电流相互吸引，异向平行电 流相互排斥；（2）两个电流总有作用 到方向相同且靠近的趋势。
I
F
B
B F
B F
FB F
B
E F
B×
B
E
B
×
F
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。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。
电流方向相同时，将会吸引;
?电流方向相反时，将会排斥。
分析：
S
一.安培力的方向
例1：确定图中安培力的方向。
FI
B
I
F
B
I
BF
I
●F
B
垂直纸面向外
例2、垂直放在磁场中的通电导线如图放置，并
已标明电流强度、磁感应强度、安培力三个量
中的其中两个物理量的方向，试标出第三个物
理量的方向 F
F
F
I
B
I
F
B
╳ B
B
例3、画出各图中安培力的方向
F
IB
I
B
F
B
B
I
F
F
I
F=ILB sinθ
可以将磁感应强度B正 交分解成B⊥＝Bsin θ和 B∥ ＝ Bcos θ ， 而 B∥ 对 电流是没有作用的． F ＝ B⊥IL ＝ BILsin θ ， 即F＝BILsin θ.
设下图中磁感应强度为B，电流强度I，导线长度 L，求安培力大小
I
I
I
θ
B
B
B
I
θB
对公式的理解： F＝BIL
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。欲使棒多大？（g取10m/s2，
其它电阻不计）
B
a
R
B FN
F
30°b E r
四.安培力作用下通电导线或线圈的运动方向
公式F＝BIL在实际应用中的理解
1．公式F＝ILB中L指的是“有效长度”．当B与I垂 直时，F最大；当B与I平行时，F＝0.
2．弯曲导线的有效长度L，等于处于磁场中导线两 端点连线在垂直于磁场方向上的长度(如图)；相应的 电流沿L由始端流向末端．
解题思路
1、画出立体图的侧视图（由近向远看） 2、对研究对象进行受力分析 3、通过受力平衡条件列出平衡方程
F21
I1
I2
F
同向电流 互相吸引
F21 I1
F12 I2
反向电流 互相排斥
安培力的方向与磁场的方向的关系
1．安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向 垂直，即安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的 平面，但磁场方向和电流方向并不一定垂直．
2．在具体判断安培力的方向时，由于受电场力方向判断 方法的影响，有时会与电场力和电场的方向关系相混淆， 现对电场力与安培力进行比较.
合开关S后，线框运动情况应为…………（ A ）
A．ab向外，cd向里转动且向M靠拢 B．ab向里，cd向外转动且远离M C．ad向外，bc向里转动且向M靠拢 D．ad向里，bc向外转动且远离M
练习3 、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
练习1.如图，一根长L，质量为m的导
线用软导线悬挂在方向水平的磁感应
强度为B的匀强磁场中，现要使悬绳张
力为0，则导线中电流应为多少？方向 如何
B
如果其他都不变，磁场方向相反，绳子的张力变为多 大?
如果其他都不变，磁场方向变为竖直向上，平衡时绳 子的张力变为多大?
练习2 ：如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线 框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭
左手定则:
N
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个平面 内；让磁感线从掌心进入，并使四 指指向电流方向，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。
1.安培力的方向既垂直于电流方 向又垂直于磁场方向，即安培力 垂直电流和磁场所确定的平面
2.电流与磁场方向不一定垂直；
二力平衡，三力平衡，
4、计算结果
• 例 .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，棒向纸外偏转的 最大偏角θ＝37°，此铜棒中电流的大小为多少？
B
θ
Tθ
A
B
F安
mg
• 例、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
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 _________.
B
N
F
×
θ mg
如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹 角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向 上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为 6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R 应为多少？(其他电阻不计)
★一般只适用匀强磁场
★ F 不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关
★L是有效长度，不一定是导线实际长度
1.I与B不垂直，分解B或把L朝垂直B方向投影
F＝B⊥IL＝BILsin θ
2.导线不是直线，找导线的有效长度 （首尾连接的直线） 3.只有一部分导体在磁场中或者只有一部分通电
4.n 匝通电线圈部分在磁场中：F＝nBIL