安培力(精华版).ppt
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4、磁场对通电导线的作用力
——安培力
实验演示：
问题一：观察演
示实验发现,通电导 线的受力方向与磁 场方向、电流的方 向三者不但不在一 条直线上,而且不在 一个平面内,怎样确 定它的方向呢？
一、安培力的方向
S
N
I
B
F I
B
I F
F
B
B I
θ
F
安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系:
F⊥B F垂直于电流与磁场所在的平面. F⊥I 而B与I不一定垂直．
2A，方向从M到N
B
M
N
I
2 、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正
中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，
A 给导线通以由N向M的电流，则(
)
A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用
I
θ
安培力
小结：
B为匀强磁场.
大小： F=BIL
B垂直导线方向
F=BILsinθ B和I成一夹角θ
F=0
B平行导线方向
方向: F垂直于B和I所决定的平面
用左手定则判定。
水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有
一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势
为６V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，
F21
• •
F12
12
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（ ）
A.顺时针方向转动，同时靠近ab D
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
a
c
d
b
如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,
线圈将会( A )
A.纵向收缩,径向膨胀
B.纵向伸长,径向膨胀
纵向
C.纵向伸长,径向收缩
D.纵向收缩,径向收缩
把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它 的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成 如图所示的电波,当开关接通后,将看到的现象
是( C )
A.弹簧向上收缩
S
B.弹簧被拉长
C.弹簧上下振动
D.弹簧仍静止不动
Fbc 0N
FabFac0.6N 9
c
b
I
a
B
导线abc为垂直折线,其中电流为I，ab=bc=L,
导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的
磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大
小和方向.
a
Fab BIL Fabc 2BIL
Fbc BIL
b
c
【例3】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)
导线将如何运动？
N
S
如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁
铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线 中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情
况将是( C )
A．静止不动
B．向纸外平动
C．N极向纸外，S极向纸内转动
D．N极向纸内，S极向纸外转动
磁电式电流表
1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁 铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱 形铁芯（软铁制成）。
条件：①B⊥I
②B为匀强磁场 2.当电流与磁场方向平行时：
F=0
I
B
３.当电流与磁场方向夹θ角时：
B1
B2
F = ILBsinθ （B为匀强磁场） （θ为磁场和导线夹角）
F
B⊥
B
Fra Baidu bibliotek
B∥
I
【例1】画出图中第三者的方向。
I
B
(1)
I
(2)
F
I B
B
(3)
F垂直纸面向里
I F
B
(4)
(5)
如图所示，直角三角形abc组成的导线框内通 有电流I＝1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B ＝2T中，AC=40cm，a30o ，求三角形框架各边 所受的安培力。
安培力的方向 ——左手定则
伸开左手，使大拇指跟 其余四指垂直，并且与 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。
左手定则
练习1：电流强度为I的通电导线放置于磁感应强度为B的 匀强磁场中，导线所受安培力为F，则下列说法正确的是
【例1】画出图中第三者的方向。
I
B
(1)
B
I
I
B
(3)
(2)
F垂直纸面向里
注:安培力的方向总与导线垂直,与磁感应强度垂直。
I
F
F
B
(4)
(5)
Ba θb
B
F
×
θ
Ba
B
F
×
b θ
θ
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.
思考与讨论：
两平行通电直导线,若通以同向电流,则相互吸 引；若通以反向电流,则相互排斥.为什么？
要在金属棒所在位置施加一个垂直与ab的匀强
磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，
求匀强磁场的大小和方向．
b
a
若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时 针转37°，此时ab仍然静止，则轨道对ab 的支持力和摩擦力为多大？
如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁场中， 有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质 量为0.1kg的金属棒MN，此时弹簧伸长10cm， 欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和 方向如何？
【答案】R=0.2Ω
如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面 水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线，电 流方向垂直纸面向里，欲使导线静止在斜面上，
外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是( BC )
A.B=mgsinθ/IL，方向垂直斜面向下 B.B=mgtan/IL，方向竖直向下 C.B=mg/IL，方向水平向左 D.B=mgcosθ/IL，方向水平向左
如图所示，通电直导线A与贺形通电导线环B固
定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流
时,通电直导线受到水平向 右 的安培力作
用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方
向时,通电直导线A所受的安培力方向水平
向右.
B
A
I
I
二、安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时：
B IF
B F IL
F = ILB
A．匀强磁场中通电导线所受安培力F，磁感应强度B及电
流I，三者在方向上一定互相垂直
(BDF)
B．若I、B方向确定，则F方向唯一确定
C．若F与B方向确定，则I方向唯一确定
D．若F与B方向确定，则I方向不唯一确定，但I一定在与F 垂直的平面内
E．若F与I方向确定，则B方向唯一确定
F．若F与I方向确定，则B方向不唯一确定，但B一定在与F 垂直的平面内
——安培力
实验演示：
问题一：观察演
示实验发现,通电导 线的受力方向与磁 场方向、电流的方 向三者不但不在一 条直线上,而且不在 一个平面内,怎样确 定它的方向呢？
一、安培力的方向
S
N
I
B
F I
B
I F
F
B
B I
θ
F
安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系:
F⊥B F垂直于电流与磁场所在的平面. F⊥I 而B与I不一定垂直．
2A，方向从M到N
B
M
N
I
2 、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正
中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，
A 给导线通以由N向M的电流，则(
)
A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用
I
θ
安培力
小结：
B为匀强磁场.
大小： F=BIL
B垂直导线方向
F=BILsinθ B和I成一夹角θ
F=0
B平行导线方向
方向: F垂直于B和I所决定的平面
用左手定则判定。
水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有
一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势
为６V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，
F21
• •
F12
12
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（ ）
A.顺时针方向转动，同时靠近ab D
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
a
c
d
b
如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,
线圈将会( A )
A.纵向收缩,径向膨胀
B.纵向伸长,径向膨胀
纵向
C.纵向伸长,径向收缩
D.纵向收缩,径向收缩
把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它 的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成 如图所示的电波,当开关接通后,将看到的现象
是( C )
A.弹簧向上收缩
S
B.弹簧被拉长
C.弹簧上下振动
D.弹簧仍静止不动
Fbc 0N
FabFac0.6N 9
c
b
I
a
B
导线abc为垂直折线,其中电流为I，ab=bc=L,
导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的
磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大
小和方向.
a
Fab BIL Fabc 2BIL
Fbc BIL
b
c
【例3】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)
导线将如何运动？
N
S
如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O点，在磁
铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导线 中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情
况将是( C )
A．静止不动
B．向纸外平动
C．N极向纸外，S极向纸内转动
D．N极向纸内，S极向纸外转动
磁电式电流表
1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁 铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱 形铁芯（软铁制成）。
条件：①B⊥I
②B为匀强磁场 2.当电流与磁场方向平行时：
F=0
I
B
３.当电流与磁场方向夹θ角时：
B1
B2
F = ILBsinθ （B为匀强磁场） （θ为磁场和导线夹角）
F
B⊥
B
Fra Baidu bibliotek
B∥
I
【例1】画出图中第三者的方向。
I
B
(1)
I
(2)
F
I B
B
(3)
F垂直纸面向里
I F
B
(4)
(5)
如图所示，直角三角形abc组成的导线框内通 有电流I＝1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B ＝2T中，AC=40cm，a30o ，求三角形框架各边 所受的安培力。
安培力的方向 ——左手定则
伸开左手，使大拇指跟 其余四指垂直，并且与 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。
左手定则
练习1：电流强度为I的通电导线放置于磁感应强度为B的 匀强磁场中，导线所受安培力为F，则下列说法正确的是
【例1】画出图中第三者的方向。
I
B
(1)
B
I
I
B
(3)
(2)
F垂直纸面向里
注:安培力的方向总与导线垂直,与磁感应强度垂直。
I
F
F
B
(4)
(5)
Ba θb
B
F
×
θ
Ba
B
F
×
b θ
θ
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.
思考与讨论：
两平行通电直导线,若通以同向电流,则相互吸 引；若通以反向电流,则相互排斥.为什么？
要在金属棒所在位置施加一个垂直与ab的匀强
磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，
求匀强磁场的大小和方向．
b
a
若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时 针转37°，此时ab仍然静止，则轨道对ab 的支持力和摩擦力为多大？
如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁场中， 有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质 量为0.1kg的金属棒MN，此时弹簧伸长10cm， 欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和 方向如何？
【答案】R=0.2Ω
如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面 水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线，电 流方向垂直纸面向里，欲使导线静止在斜面上，
外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是( BC )
A.B=mgsinθ/IL，方向垂直斜面向下 B.B=mgtan/IL，方向竖直向下 C.B=mg/IL，方向水平向左 D.B=mgcosθ/IL，方向水平向左
如图所示，通电直导线A与贺形通电导线环B固
定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流
时,通电直导线受到水平向 右 的安培力作
用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方
向时,通电直导线A所受的安培力方向水平
向右.
B
A
I
I
二、安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时：
B IF
B F IL
F = ILB
A．匀强磁场中通电导线所受安培力F，磁感应强度B及电
流I，三者在方向上一定互相垂直
(BDF)
B．若I、B方向确定，则F方向唯一确定
C．若F与B方向确定，则I方向唯一确定
D．若F与B方向确定，则I方向不唯一确定，但I一定在与F 垂直的平面内
E．若F与I方向确定，则B方向唯一确定
F．若F与I方向确定，则B方向不唯一确定，但B一定在与F 垂直的平面内