3[1]4_磁场对通电导线的作用力

1、3.43.4 磁场对通电磁场对通电 导线的作用导线的作用安培力：安培力：通电导线在磁场中受到的力通电导线在磁场中受到的力一、安培力的方向一、安培力的方向演示：按照右图所示进行实验。演示：按照右图所示进行实验。1 1、改变导线中、改变导线中 电流的方向，观察电流的方向，观察受力方向是否改变。受力方向是否改变。2 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。通过这两种情况的分析，我们实际通过这两种情况的分析，我们实际上已经了解了导线受力的方向与磁上已经了解了导线受力的方向与磁场方向、电流方向的关系。你能用场方向、电流方向

2、的关系。你能用简洁的方法表示这个关系吗？简洁的方法表示这个关系吗？安培力方向垂直于电流和磁场方向，即安培力方向垂直于电流和磁场方向，即垂直于电流和磁场所在的平面。垂直于电流和磁场所在的平面。IBFIBFIFBBBIFBI判定以下通电导线所受安培力的方向判定以下通电导线所受安培力的方向 问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间问题：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，然后用实验检验过的知识进行讨论并做出预

3、测，然后用实验检验你的预测。你的预测。电流方向相同时，将会吸引电流方向相同时，将会吸引; ;电流方向相反时，将会排斥。电流方向相反时，将会排斥。?IIFF分析：分析：电流方向相同电流方向相同电流方向相反电流方向相反IIFF二、安培力的大小：二、安培力的大小： 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 B1=B1=BsinBsin另一分量与导线平行另一分量与导线平行 B2=B2=BcosBcos平行于导线的分量平行于导线的分量B2B2不对通电导线不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力产生作用力，通电导线所受作用力仅由仅由B1B1决定。

4、决定。即即F=ILB1F=ILB1，将，将B1=B1=BsinBsin代入得：代入得： F= F=ILBsinILBsin0o0F 90OFIBLIBB2B1二、安培力的大小：二、安培力的大小：（1）在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的在匀强磁场中，在通电直导线与磁场方向垂直的情况下，导线所受安培力情况下，导线所受安培力F F等于磁感应强度等于磁感应强度B B、电流、电流I I和和导线的长度导线的长度L L三者的乘积。三者的乘积。 即：即： F=ILB F=ILB（2 2）平行时：）平行时：F F0 0（3 3）公式：）公式：F=I L B sinF=I L B sin表示磁场方向与电流

5、方向间的夹角表示磁场方向与电流方向间的夹角 在中学阶段，在中学阶段，F=I L B F=I L B sinsin仅适用于匀强磁场仅适用于匀强磁场例题：长度为例题：长度为20cm20cm的通电直导线放在匀强磁场中，的通电直导线放在匀强磁场中，电流的强度为电流的强度为1A1A，受到磁场作用力的大小为，受到磁场作用力的大小为2N2N，则磁感应强度则磁感应强度B B： （ ）A、B10T B、B10TC、B10T D、不能确定、不能确定B例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒将金属棒abab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由悬挂在水平位置上，金属

6、棒中通入由a a到到b b的稳定电流的稳定电流I I，这时两根细线被拉紧，现要想使两，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法：根细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法： ( )( )（A）、适当增大电流）、适当增大电流I （ B）、将电流反向并适当改变大小）、将电流反向并适当改变大小（C）、适当增大磁场）、适当增大磁场（D）、将磁场反向并适当改变大小）、将磁场反向并适当改变大小ACabI 自由自由固定固定FF 解析：两电流不平行时，有转动到相互平解析：两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势行且电流方向相同的趋势例题例题例题：如图所示，在磁感应强度为

7、例题：如图所示，在磁感应强度为1T的匀强磁的匀强磁场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为场中，有两根相同的弹簧，下面挂一条长为0.5m，质量为，质量为0.1kg的金属棒的金属棒MN，此时弹簧伸，此时弹簧伸长长10cm，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流，欲使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方向如何？的大小和方向如何？MNIBBACBI例题：如图所示，直角三角形例题：如图所示，直角三角形ABC组成的导线框组成的导线框内通有电流内通有电流I1A，并处在方向竖直向下的匀强，并处在方向竖直向下的匀强磁场磁场B2T中，中，AC40cm， ，求三，求三角形框架各边所受的安培力。角形框架各边所受的安培力。

8、030A三、磁电式电流表三、磁电式电流表1 1、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁、磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）铁、极靴（软铁制成） 、螺旋弹簧、线圈、圆柱、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。形铁芯（软铁制成）。最基本的是磁铁和线圈。最基本的是磁铁和线圈。铁芯、线圈和指针是铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。一个整体可以转动。问题电流表中磁场分布有何特点呢？问题电流表中磁场分布有何特点呢？电流表中磁铁与铁芯之间是电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布均匀辐向分布的的. 所谓所谓均匀辐向分布均匀辐向分布，就是说，就是说所有磁感线的延长线都通过所有磁感线的

9、延长线都通过铁芯的中心铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度线之间的夹角都是零度. 该磁场并非匀强磁场，该磁场并非匀强磁场， 但在以铁芯为中心的但在以铁芯为中心的 圆圈上，各点的磁感圆圈上，各点的磁感 应强度应强度B的大小是相的大小是相 等的等的.2 2、电流表的工作原理、电流表的工作原理 1 1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边

10、都要受到安培力，这两通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动的角度增大而随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停的力矩相平衡时，线圈停止转动。止转动。2 2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。3 3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电