磁场对通电导线的作用.docx

1、磁场对通电导线的作用磁场对通电导线的作用【知识要点】一 安培力1、磁场对电流的作用力叫做安培力。（1）大小计算：当LB时，F= 。当LB时，F= 。（此时安培力最大）L是有效长度：弯曲导线的有效长度等于两端点所连直线的长度；相应的电流方向，沿L 由始端流向未端 因为任意形状的闭合线圈，其有效长度L0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零公式的适用条件：一般只适用于匀强磁场若B不是匀强磁场，则L应足够短以至可将L所在处的磁场视为匀强磁场（2）安培力的方向: 方向判定：左手定则。安培力的方向一定垂直于B和I，即总是垂直于B、I所决定的平面。（注意：B和I间可以有任意夹角）【学法指导

2、】一 右手螺旋定则（安培定则）与左手定则的区别右手螺旋定则（安培定则）左手定则作用判断电流的磁场方向判断电流在磁场中的受力方向内容具体情况直线电流环形电流或通电螺线管电流在磁场中原因大拇指指向电流的方向四根手指弯曲方向指向电流的环绕方向磁感线穿过手掌心四指指向电流方向结果四根手指弯曲方向表示磁感线的方向大拇指指向轴线上的磁感线方向大拇指指向电流受到的磁场力的方向二、判定安培力作用下导体运动方向 常用方法有以下四种：1电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向从而判断出整段电流所受作用力方向，最后确定运动方向例1如图所示，一个闭合线圈套在条形磁铁靠

3、近N极的一端，当线圈内通以图示方向的电流I时，下列说法中正确的是（ ）线圈圆面将有被拉大的倾向 线圈将向S极一端平移 线圈圆面将有被压小的倾向 线圈将向N极一端平移 A B C D 答案：B例2如图，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流时，从上往下看，导线的运动情况是（ ）A顺时针方向转动，同时下降 B顺时针方向转动，同时上升C逆时针方向转动，同时下降 D逆时针方向转动，同时上答案：C2特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向3等效法：环形电流可以等效小磁针，通电螺线管可以等效为条形磁铁，条

4、形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管通电螺线管可以等效成多匝的环形电流例4如图所示，水平放置的条形磁铁N极的附近悬挂着一个能自由运动的圆形导线线圈，线圈与条形磁铁处在同一竖直平面内，当线圈中通以图示方向的电流时，从上向下看，线圈将（）例5实验表明电流和电流之间也会通过磁场发生相互作用：两条平行的直导线当通以相同方向的电流时，它们相互吸引；当通以相反方向的电流时，它们相互推斥试解释之例6两条通电的直导线互相垂直，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB是固定的，另一条CD能自由转动通以图示方向的直流电后，CD导线将( )A逆时针方向转动，同时靠近导线ABB顺时针方向转动，同时靠近导线ABC逆时针方向

5、转动，同时远离导线ABD顺时针方向转动，同时远离导线AB答案：B4利用结论法：（1）两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥（2）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利用这些结论分析，可以事半功倍例7如图所示，在通电长导线的旁边放一个可以自由移动和转动的矩形通电线圈，线圈和导线在同一平面上，它的a、c两边和导线平行试讨论一下线圈各边的受力情况线圈在磁场中将怎样运动（远离I方向运动） 【典型例析】例8如图1所示，垂直折线abc中通入I的电流。ab=bc=L，折线所在平面与匀强磁感强度B垂直.abc受安培力等效于ac（通有ac的电流I）所受安培力，即F1= ，

6、方向同样由等效电流ac判定为在纸面内垂直于ac斜向上，同理可以推知：i 如图2所示，半圆形通电导线受安培力F2= ii 如图3所示，闭合的通电导线框受安培力F3= （ ；F=BI2R；F=0。）例9、如图所示为一通电直导线，该导线中每米长度内有n个自由电荷，每个自由电荷的电量均为q，它们的定向移动速率均为v，现加一匀强磁场，磁场方向与导线垂直，磁感强度为B，则磁场对这条导线上长度为l一段的安培力大小应是（ ）AnqvBl BnqBl/v CqBl/nv DqvBl/n【基础训练】 1指出如图所示六种情况中通电导体棒ab所受的各个力的方向与大小设棒长为l，通电电流为I，磁感强度为B，导体棒光滑

7、2质量为m的通电细杆ab置于倾角为的导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示；下图是它的四个侧视图，图中已标出四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是（ ）3通电矩形导线框abcd与无限长通电导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行，关于 MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（ ）A、线框有两条边所受的安培力方向相同；B、有两条边所受的安培力大小相同；C、线框所受安培力的合力向左；D、线框将以ab边为轴向外转动；4如图所示。一个位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴

8、平行，线圈中的电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来。（ ） A方向沿x轴正向的恒定磁场 B方向沿y轴的正向恒定磁场 C方向沿z轴的正向恒定磁场 D方向沿z轴的正向变化磁场5、如图所示，接通电键K的瞬间，用丝线悬挂于一点，可自由转动的通电直导线AB 将( ) 端向上，B端向下，悬线张力不变； 端向下，B端向上，悬线张力不变；端向纸外，B端向纸内，悬线张力变小； 端向纸内，B端向纸外，悬线张力变大。 3、答案：BC，4、答案：B；5答案：BC安培力同步练习1、在条形磁铁旁边，放一个通有如图所示电流的轻质线圈，则线圈的运动情况是（ ）A、边转向纸外，转向纸里，同时靠近极。B、

9、边转向纸外，转向纸里，同时远离极。C、边转向纸里，转向纸外，同时靠近极。D、边转向纸里，转向纸外，同时远离极。2. 如图所示，两根垂直纸面平行固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流，沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是（ ）A. 沿纸面逆时针转动B. 沿纸面顺时针转动C. a端转向纸外，b端转向纸里D. a端转向纸里，b端转向纸外3. 在匀强磁场中放入通有相同电流的三条不同形状的导线，如图所示.每条导线的两个端点间的距离相等，问所受磁场力最大的导线是（ ）A. 甲线最大 B. 乙线最大C. 丙线最大 D. 三条线一样大 4. 如

10、图所示，匀强磁场对电流I的作用力为F的相互关系（方向关系），正确的是（ ）5. 如图所示，一根无限长通有电流为I的直导线旁边放一通电矩形线框，其中电流方向见图所示，直导线和线框在同一平面中，则线框受通电直导线的作用将做以下哪种运动（ ）A. 静止不动 B. 向左平动 C. 向下平动 D. 向右平动6. 如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A。A与螺线管垂直，如图所示，电键K闭合后，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是（ ）A. 水平向左 B. 水平向右 C. 竖直向下 D. 竖直向上 7. 两条长直导线AB和CD相互垂直，相隔一很小距离，通以如图所

11、示方向的相同电流，其中AB固定，CD可以其中心为轴自由转动并且平动，则CD的运动情况应是（ ）A. 顺时针方向转动，同时靠近导线ABB. 逆时针方向转动，同时离开导线ABC. 顺时针方向转动，同时离开导线ABD. 逆时针方向转动，同时靠近导线AB8. 在图中，PQ，MN为光滑金属导轨，ab为金属棒，与电源组成闭合电路，该装置在竖直平面内。为使ab静止，可将该装置放在匀强磁场中，其磁场方向应是（ ）A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 水平向纸外 D. 水平向纸内9. 长度为L的直导线通以电流I放在磁感应强度为B的匀强磁场中受到的磁场力为F，则（ ）A. F一定和L垂直，不一定和B垂直B. 当L

12、B时由公式FILB看出F跟B、L、I三者都成正比C. B一定和F、L都垂直，F和L的夹角可以是任意的D. 只有当L与B垂直时F才和B垂直10. 如图所示，矩形通电线框abcd，可绕其中心轴OO转动，它处在与OO轴垂直的匀强磁场中，在磁场力作用下线框开始转动，最后静止在平衡位置，则平衡后（ ）A. 线框四边都不受磁场力作用 B. 线框四边都受到指向线框外部的磁场力的作用，但合力为零C. 线框四边都受到指向线框内部的磁场力的作用，但合力为零 D. 线框的一边受到指向线框外部的磁场力的作用，另一边受到指向线框内部的磁场力的作用，合力为零（ ）11. 一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬挂于

13、a、b两点棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力为了使拉力等于零，可（ ）A. 适当减小磁感应强度 B. 使磁场反向C. 适当增大电流强度 D. 使电流反向12. 如图，条形磁铁放在水平桌面上，它的正中央上方固定一直导线，导线与磁铁垂直给导线通以垂直纸面向外的电流，则（ ）A. 磁铁对桌面压力减小，仍不受桌面摩擦力作用B. 磁铁对桌面压力减小，要受到桌面摩擦力作用 C. 磁铁对桌面压力增大，仍不受桌面摩擦力作用D. 磁铁对桌面压力增大，要受到桌面摩擦力作用13. 如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段折成直角的金属导线abc，abbcL，

14、导线中通有如图的电流，电流强度为I，磁感应强度为B，要使该导线保持静止不动，应在b点加一多大的力，方向如何（导线所受重力不计）14. 如图所示，ab，cd为两根相距2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5A的电流时，棒沿导轨做匀速运动；当棒中电流增加到8A时，棒能获得2m/s2的加速度，求匀强磁场的磁感应强度的大小。15. 如图所示，通电导体棒AC静止于水平导轨上，棒的质量为m长为L，通过的电流强度为I，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成角，求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大 16. 如图所示，用细线悬挂在匀强磁场中一段通电导线，悬线与竖直方向成30角，若该导线通过的电流为0.2A，导线长度为0.1m。导线质量为0.02kg。求（1）导线受到的安培力为多大（2）匀强磁场的磁感应强度 B I m【试题答案】1. A 2. D 3. D 4. A 5. D 6. C7. A 8. D 9. B 10. B 11. C 12. A13. ，方向与bc夹角为斜向上14. 1.2T 15. mgBILcos，BILsin16略