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课件网) 第三章 磁场 第四节 通电导线在磁场中受到的力 磁场对电流的作用力称为安培力，是为了纪念安培而命名的。 麦克斯韦称赞安培的工作是“科学上最光辉的成就之一，还把安培誉为“电学中的牛顿”。 André-Marie Ampère 1775 ─ 1836 一、安培力的方向 演示实验: 1、改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。 2、改变磁场的方向，观察受力方向是否变化。 问题：受力方向与什么因素有关？ 答案：与电流方向和磁场方向有关 探究：安培力（F)的方向与电流(I）方向、磁场（B）方向的关系。 次数 磁场方向 电流方向 安培力方向 图 4 3 1 2 向上 向下 垂直于纸面向外 垂直于纸面向外 垂直于纸面向里 水平向右 水平向左 水平向左 水平向右 F F F F 结论：安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直 实验现象 垂直于纸面向里 实验检测 安培力方向、电流方向、磁场方向用左手手势试一试 左手定则 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。 四指 电流 磁感线 穿手心 大拇指 受力 X(F) o I F B 左手定则的演示 X(F) o 反向电流相互排斥 F F F F 同向电流相互吸引 安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直 图示为一段通电直电线在磁场中的受力的示意图，试确定图A、B、C中导体棒所受的安培力方向，图D中的电流方向。 B IL B B F D x O z y IL B A F 垂直纸面向外 IL B C F 安培力方向既与磁场方向垂直，也与电流方向垂直 F I B F I B α α B B I F α B I 判定以下通电导线所受安培力的方向 30° F F I I I B B B 二.安培力的大小 1.当电流与磁场方向垂直时: F = ILB (B⊥I) B I F F=BIL中的L为有效长度 试指出下述各图中的安培力的大小。 L L L L F = ILB 2、电流与磁场方向平行时，磁场对电流的作用力为零 N S I 问题:如果既不平行也不垂直呢？ B θ I 3.当电流与磁场方向夹角为θ时: B F B⊥ B∥ I B I I B 把磁感应强度B分解为两个分量： 一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ θ B2 B1 当电流与磁场方向夹角为θ时: 平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定 即F=ILB1 F=ILBsinθ 将B1=Bsinθ代入得 通电导体运动方向的判断 例1. 如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁 N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈( ) A．向左运动 B．向右运动 C．静止不动 D．无法确定 电流元法 把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向 等效法 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流(反过来等效也成立)，然后根据磁体间或电流间的作用规律判断 分析导体在磁场中运动情况的几种常用方法 特殊位置法 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向 结论法 两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；不平行的两直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势 转换研究对象法 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作用力，从而确定磁体所受合力及其运动方向 1. 如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流 I 时，导线的运动情况是 ... ...
