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1、1.1-2磁磁场对通通电导线的作用力的作用力第一章第一章 安培力与洛伦兹力安培力与洛伦兹力一一.安培力的方向安培力的方向左手定则：左手定则：伸伸开开左左手手，使使拇拇指指与与四四指指在在同同一一个个平平面面内内并并跟跟四四指指垂垂直直，让让磁磁感感线线垂垂垂垂直直直直穿穿穿穿入入入入手手心心，使使四四指指指指向向电电流流的的方方向向，这这时时拇拇指指所所指指的的就就是是通通电电导体所受安培力的方向。导体所受安培力的方向。B1B2F=BILsinF F F F的方向的方向的方向的方向垂直于垂直于垂直于垂直于电流与磁场组成的平面电流与磁场组成的平面电流与磁场组成的平面电流与磁场组成的平面为为为为B
2、 B B B与与与与I I I I的夹角的夹角的夹角的夹角二二.安培力的大小安培力的大小3.对公式对公式 F=BIL的理解的理解（1 1）仅适用于匀强磁场）仅适用于匀强磁场F一定与一定与B垂直，垂直，F一定与一定与I垂直。但垂直。但B与与I不一定垂直。不一定垂直。（2）F不仅与不仅与B、I、L有关，还与放置方向有关。有关，还与放置方向有关。（3）L指的是指的是“有效长度有效长度”，等于连接两端点等于连接两端点线段线段的长度。相应的长度。相应的电流沿的电流沿L由始端流向末端。由始端流向末端。【课堂检测课堂检测】1.判断正误：(1)当通电直导线垂直于磁感应强度方向时，安培力的方向和磁感应强度方向相
3、同。()(2)已知磁场方向和电流方向判定安培力的方向用左手，若已知磁场方向和安培力的方向，判定电流的方向用右手。()(3)通电导体在磁场中一定会受安培力的作用。()(4)两根通电导线在同一匀强磁场中，若导线长度相同，电流大小相等，则所受安培力大小相等，方向相同。()(5)通以10 A的通电直导线，长为0.1 m，处在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中，所受安培力可能为0.02 N。()2.（指向目标2）如图，金属棒AB用软线悬挂在磁感应强度为B，方向如图所示的匀强磁场中，电流由A向B，此时悬线张力为T，欲使悬线张力变小，可采用的方法有（）A.将磁场反向，且适当增大磁感应强度B.改变电流方向，且
4、适当增大电流强度C.电流方向不变，且适当增大电流强度D.磁场方向不变，且适当增大磁感强度2.在图1.1-10中画出通电导体棒ab所受的安培力的方向。3图1.1-11 所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B 的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I 时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在左盘中增加质量为m 的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。（1）导出用n、m、l、I 表示磁感应强度B 的表达式。（2）当n 9，l10.0 cm，I0.10 A，m8.78g 时，磁感应强度是多少？
5、4有人做了一个如图1.1-12 所示的实验：把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，观察通电后的现象。请你分析一下，通电后有可能发生怎样的现象？【例4】（指向目标2）如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L=0.1m的光滑平行导轨。导轨上端接一电阻，阻值R1=1，导轨下端接电源，电源电动势为E=6V，内阻r=1。质量为m=40g、电阻R2=1的导体棒ab垂直导轨放置。当开关S闭合时，金属棒ab恰好不动。g取10m/s2，其它电阻不计。求垂直于导轨平面的磁场的磁感应强度。拓展：若磁场方向竖直向上，求磁感应强度。解题思路：解题思路：（1）电：分析电路的结构，标出导体棒中的电
6、流方向。选择恰当的电学规律，计算导体棒中的电流大小（2）力：以为研究对象，进行状态和受力分析。选择恰当的力学规律求解（列出平衡、牛顿第二定律、运动学公式）。【例【例3】（指向目标（指向目标2 2）倾角为的导电轨道间接有电源，轨道上放有一根静止的金属杆ab。现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，如图所示，磁感应强度B逐渐增加的过程中，ab杆受到的静摩擦力()A逐渐增大B逐渐减小C先增大后减小 D先减小后增大3.【选做】（指向目标2）（多选）如图所示，一根质量为m、长为l的金属棒用两根细线悬挂在垂直纸面向里磁感应强度为的匀强磁场中，已知每根细线可以承受的最大拉力为2mg，当导棒通入从左到右方向的电流I时
7、，金属棒处于静止状态，此时每根细线的拉力为mg/4，关于该导棒和细线下列说法中正确的是A.倘若磁感应强度增大为2B，每根细线的拉力为0B.倘若磁感应强度增大为4B/3，每根细线的拉力为0C.倘若将电流方向变为从右向左，大小变为5I，细线不会被拉断D.倘若将磁感应强度方向变为垂直于纸面向外，改变磁感应强度B的大小，那么每根细线的拉力一定大于mg4.【选做】（指向目标2）（多选）如图，三根相互平行的固定长直导线L1、L2和L3两两等距，均通有电流I，L1中电流方向与L2中的相同，与L3中的相反。下列说法正确的是()A.L1所受磁场作用力的方向与L2、L3所在平面垂直B.L3所受磁场作用力的方向与L
8、1、L2在平面垂直C.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为D.L1、L2和L3单位长度所受的磁场作用力大小之比为【例1】（指向目标1）如图所示，把轻质导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线圈平面。当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是()A线圈向左运动B线圈向右运动C从上往下看顺时针转动D从上往下看逆时针转动考点一：安培力作用下导体运动情况的判定考点一：安培力作用下导体运动情况的判定方法总结：方法总结：等等效效分分析析法法:环形电流可等效为小磁针或小磁针也可等效为环形电流。通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。【例【例2】（指向目标（指向
9、目标1）如图所示，条形磁铁静止放在桌面上，当在其左上方放一电流方向垂直纸面向里的通电直导线后，则磁铁受到的摩擦力和弹力（）A.摩擦力为零 B.弹力保持不变 C.摩擦力方向向左 D.摩擦力方向向右方法总结：方法总结：转转换换研研究究对对象象分分析析法法：当研究一个物体的受力情况时，发现不容易研究或不会受力分析。可以研究与之相互作用的另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律判断我们研究的物体的受力情况。2.（指向目标1）如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为
10、FN2，则下列关于磁铁对斜面压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是()AFN1FN2，弹簧的伸长量增大DFN1FN2，弹簧的伸长量减小【例2】如下图所示，把一重力不计的通电直导线放在蹄形磁铁的正上方。导线可以自由转动，当导线中通入如图所示方向的电流I时。导线的运动情况是（从上往下看）（）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，同时上升方法总结：方法总结：电电流流元元分分析析法法：把整段电流分成很多小段直线电流。其中每一小段就是一个电流元。先用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的方向，从而确定导体的运
11、动方向特特殊殊位位置置分分析析法法：根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向。然后推广到一般位置。【例3】如图，两条导线相互垂直，但相隔一段距离其中AB固定，另一条CD能自由活动，当直线电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将（从纸外向纸内看）（）A不动B顺时针方向转动同时靠近导线AB C逆时针方向转动同时离开导线AB D顺时针方向转动同时离开导线AB E逆时针方向转动同时靠近导线AB方法总结：方法总结：推论分析法推论分析法：两电流相互平行时无转动趋势。同向电流互相吸引，反向互相排斥。两电流不平行时，有转动到相互平行且方向相同的趋势。3、如图所示，AB固定，并通以电流I，问在图示位置上往下看，磁铁怎样运动（）A、顺时针转，T增大B、顺时针转，T减小C、逆时针转，T增大D、逆时针转，T减小4、如图所示，两个半径基本相同、粗细相同、互相垂直的圆形导线圈，A固定，B可以绕公共轴线自由转动，分别通以如图方向的电流，则B（）A、不动B、从左往右看，顺时针转动C、从左往右看，逆时针转动