通电导线在磁场中受到的力

通电导线在磁场中受到的力

1. 安培力

通电导线在磁场中受到的力称为安培力。

2.安培力方向的判定

通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左

手定则来判定，如图1所示，伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并

且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使

伸开的四指指向电流的方向，那么，大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。

注意：（1）在磁场中无论怎样形成的电流，只要属于电流在磁场中受安培力

的问题，左手定则同样适用；

（2）左手定则判定的是磁场对电流作用力的方向，而不一定是载流导体运动的方向，载流导体是否运动，要根据它所处的具体情况而定。例如两端固定的载流导体，即使受到安培力的作用，它也不能运动。

应用：由于左手定则是解决安培力、磁场和电流三者之间方向关系的方法，因此使用左手定则时首先判定哪两个量的方向是已知的，然后用左手定则确定另一量的方向。

3.安培力的大小

1.当长为L 的直导线，垂直于磁场B 放置，通过的电流为I 时，此时通电导线受到的安培力最大且F =BIL 。

2.当磁感应强度B 的方向与通电导线平行时，导线受力为零。

3.当磁感应强度B 的方向与通电导线方向成θ角时，如图2所示，可以将

磁感应强度B 沿导线方向和垂直导线方向正交分解，垂直导线方向的分量θsin B B =⊥，沿导线方向的分量θcos //B B =，而沿导线方向的分量B ∥

对电流是没有作用的，所以导线所受的安培力F ＝ILB ⊥＝ILB sin θ，即

θsin ILB F =。

注意：（1）B 对放入的通电导线来说是外磁场的感应强度。

（2）导线L 所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式θsin ILB F =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电流元）

本知识点中易错题

例 ：如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上

方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直。给导线通以垂直纸面向里的

电流，用F N 表示磁铁对桌面的压力，用f 表示桌面对磁铁的摩擦力，

导线通电后与通电前相比较（ ）

A ．F N 减小，f =0

B ．F N 减小，f ≠0

C ．F N 增大，f =0

D ．F N 增大，f ≠0 解析：由于直接对磁铁进行受力分析较为复杂，可以选取导线作为研究对象，先分析直线电流受到条形磁铁的作用力。

再根据牛顿第三定律判断电流对磁铁的作

图1

图2

图4

图3

用力。如图4所示，画出一条通过电流I处的磁感线，电流I处的磁场方向水平向左，由左手定则可知电流I受安培力方向竖直向上，由牛顿第三定律可知，电流对磁铁的作用力方向竖直向下，所以磁铁对桌面压力增大，而桌面对磁铁无摩擦力作用。

答案：C

易错警示:此题若按常规思路直接用直线电流的磁场对条形磁铁的作用来分析，会使问题陷入困境，将很难得出结论，所以解决此类问题首先应确定电流为研究对象，同时应对条形磁铁的磁感线的分布情况非常了解，熟练应用左手定则。