磁场对通电导线的作用力

2021/8/141第四节第四节 磁场对通电导线的作用力磁场对通电导线的作用力2021/8/142复习复习通电导线受到的通电导线受到的磁场磁场力与哪些因素有关？力与哪些因素有关？当通电导线与磁场当通电导线与磁场垂直垂直时，时，当通电导线与磁场当通电导线与磁场平行平行时，时，2021/8/143演示演示实验实验：按照图所示进行实验。：按照图所示进行实验。通电导线在磁场中受到的力称为安培力通电导线在磁场中受到的力称为安培力一、安培力的方向一、安培力的方向IBF2 2、上下交互磁场的位置以改变磁、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否变化场的方向，观察受力方向是否变化FIBFIBIBF2021/8/144伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线四指垂直，让磁感线手心，四指指向电流的方手心，四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。 BIF2021/8/145I安培力安培力F 的方向总是垂的方向总是垂直于电流直于电流I 与磁感应强与磁感应强度度B 所确定的平面所确定的平面 BFBB2021/8/146 关于垂直于磁场方向的通电直导关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场力的方向，正确的说法是线所受磁场力的方向，正确的说法是A跟磁场方向垂直，跟电流方向平行跟磁场方向垂直，跟电流方向平行B跟电流方向垂直，跟磁场方向平行跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C既跟磁场方向垂直，又跟电流方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直垂直D既不跟磁场方向垂直，又不跟电流既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方向垂直方向垂直 答案答案C2021/8/147FIBFIBBBIFBI3 0FFIIIBBB画出图中第三者的方向。画出图中第三者的方向。2021/8/148问题：问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用会通过磁场发生相互作用 用学过的知识加以分析用学过的知识加以分析同向电流相互吸引。同向电流相互吸引。反向电流相互排斥。反向电流相互排斥。结论结论: :FFF同向电流F反向电流2021/8/1491.1.当电流与磁场方向垂直时当电流与磁场方向垂直时: :BIF2021/8/14102、电流与磁场电流与磁场方向平行时，磁方向平行时，磁场对电流的作用场对电流的作用力为零力为零NSI问题问题: :如果既不平行也不垂直如果既不平行也不垂直呢？呢？B BI2021/8/1411IB B0o0F 90OFIBL把磁感应强度把磁感应强度B B分解为两个分量：分解为两个分量：一个分量与导线垂直一个分量与导线垂直 B B1 1=Bsin=Bsin另一分量与导线平行另一分量与导线平行 B B2 2=Bcos=Bcos平行于导线的分量平行于导线的分量B B2 2不对通电导线产生作不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由用力，通电导线所受作用力仅由B B1 1决定决定即即F=ILBF=ILB1 1F=ILBsinF=ILBsinB B2 2B B1 1将将B B1 1=Bsin=Bsin代入得代入得通电直导线与磁场方向通电直导线与磁场方向不垂直不垂直的情况的情况3.3.当电流与磁场方向夹角为当电流与磁场方向夹角为时时: :2021/8/14123.3.当电流与磁场方向夹角为当电流与磁场方向夹角为时时: :BFBB2021/8/1413对公式的理解对公式的理解不仅与B、I、L大小有关，还与放置方式有关L是有效长度，不一定是导线实际长度2021/8/1414如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等边直角三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力边直角三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力怎样求？大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向怎样求？大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向怎样？如果电流沿怎样？如果电流沿ab边从边从a到到b，ab边受安培力多大？边受安培力多大？如果是一闭合回路如果是一闭合回路受力又是多少受力又是多少?2021/8/1415说说下面各图的有效长度2021/8/1416如图所示，如图所示，L=0.2cm，I=0.2A，B=0.5T，求该导线所受安培力是多大？方，求该导线所受安培力是多大？方向如何？向如何？I大小为大小为210-4N2021/8/14172021/8/1418做一做做一做2021/8/14191 1、如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场、如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力的是（中，其中通电导线不受安培力的是（ ）巩固练习巩固练习C2021/8/1420NS电流微元法、特殊位置法、等效法分析运动电流微元法、特殊位置法、等效法分析运动2021/8/14212 2 、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正、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中央的上方固定一根直导线MNMN，导线与磁场垂直，导线与磁场垂直，给导线通以由给导线通以由N N向向M M的电流，则的电流，则( )( )A. A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B. B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用C. C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用D. D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用A2021/8/1422NS2021/8/1423练习1、两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将（ D ）A、顺时针方向转动，同时靠近导线ABB、顺时针方向转动，同时离开导线ABC、逆时针方向转动，同时离开导线ABD、逆时针方向转动，同时靠近导线ABABCDII2021/8/1424练习练习2通电矩形导线框通电矩形导线框abcd与无限与无限长通电直导线长通电直导线MN在同一平面内，在同一平面内，电流方向如图所示，电流方向如图所示，ab边与边与NM平平行。关于行。关于MN的磁场对线框的作用，的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（ ）A、线框有两条边所受的安培力方、线框有两条边所受的安培力方向相同；向相同；B、线框有两条边所受的安培力大、线框有两条边所受的安培力大小相同；小相同；C、线框所受安培力的合力朝左；、线框所受安培力的合力朝左；D、cd所受安培力对所受安培力对ab边的力矩不边的力矩不为零；为零；MNabcdI1I22021/8/1425正确答案：正确答案：B、CMNI1BabcdI22021/8/1426练习练习3 ：如图所示，固定螺线管：如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线右侧有一正方形线框框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为，线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭，当闭合开关合开关S后，线框运动情况应为后，线框运动情况应为（ ）Aab向外，向外，cd向里转动且向向里转动且向M靠拢靠拢Bab向里，向里，cd向外转动且远离向外转动且远离MCad向外，向外，bc向里转动且向向里转动且向M靠拢靠拢Dad向里，向里，bc向外转动且远离向外转动且远离MA2021/8/14271 1 、如图所示，在倾角为、如图所示，在倾角为3030o o的斜面上，放置两条宽的斜面上，放置两条宽L L0.5m0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为在导轨上，在导轨上横放一根质量为m m0.2kg0.2kg的金属棒的金属棒abab，电源电动势，电源电动势E E12V12V，内阻，内阻r r0.30.3，磁场方向垂直，磁场方向垂直轨道所在平面，轨道所在平面，B B0.8T0.8T。欲使棒。欲使棒abab在轨道上保持静止，在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻滑动变阻器的使用电阻R R应为多大？（应为多大？（g g取取10m/s10m/s2 2，其它，其它电阻不计）电阻不计）BE rRa30bBGFNF力电应用力电应用2021/8/1428返回部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！