3.4磁场对通电导线的作用力

3.4磁场对通电导体的作用力安培力概念:通电导线在磁场中受到的力安培力的方向左手定则安培力的方向、磁感应强度方向、电流方向遵循左手定则。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。让磁感应线从掌心进入，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。例1利用左手定则判断下列通电导体在磁场中所受的安培力方向30°30°例２利用左手定则判断下列通电导体在磁场中所受的安培力方向安培力的大小公式:F=BIL(此时BIL三者关系为两两垂直)F、B、I方向关系示意图BIF讨论若B与I不垂直时，F安与B和I方向关系可以概括为那句话？这时左手定则对磁感应线有何要求？当磁感应强度B的方向与I的方向成θ角时，它可以分解为与导线垂直的分量B⊥和与导线平行的分量B∥B⊥＝BsinθB∥=Bcosθ其中B∥不产生安培力，导线所受到的安培力只是B⊥产生的，由此又可以得到F＝ILBsinθ当B与I不垂直时F、B、I的关系示意图BIFB⊥B∥总结：不管B与I是否垂直，F都垂直与B和I所决定的平面两条平行直导线的相互作用分析同向电流F反向电流FFF安培力作用下通电导体的平衡和高一力学平衡问题比较，只是受力分析时多了一个安培力，安培力是性质力，注意画出通电导线受力的平面图（正视图或侧视图）必要时结合闭合电路欧姆定律等进行分析．例３在图3中，匀强磁场磁感应强度为B，有一段长L，通有电流为I的直导线ab，电流方向从a到b，则导线所受磁场力大小和方向如何？并将立体图改画为平面图。ABCDF=F=F=F=方向方向方向方向abαBθθBababBCO450yxzBabα分析与解：注意B与L空间垂直，并善于将立体图改画为平面图后，由“左手定则”判定安培力方向。沿a至b方向去看，改画后的平面图为：ABCD以上四种情况安培力大小均为，方向如图300BFBθFF450BxyFBθIlBF例题４水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势为６V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，要在金属棒所在位置施加一个垂直与ab的匀强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，求匀强磁场的大小和方向．若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针转37°，此时ab仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩擦力为多大？ab例题５ab的质量为m，电阻为R静止在光滑斜金属导轨上，导轨间距为d电阻不计，倾角为θ，系统处在磁感应强度为B竖直向上的匀强磁场中，ab静止，r＝０则电源电动势E的大小？θab例６Ab质量为m置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因素为μ，有电流时ab恰好静止在导轨上，如图所示，它的四个侧视图中标出的可能匀强场方向，其中杆与导轨之间的摩擦力可能为０的图是（）θabＡBＣDAB例７两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（）A.顺时针方向转动，同时靠近abB.逆时针方向转动，同时离开abC.顺时针方向转动，同时离开abD.逆时针方向转动，同时靠近ababcdD例８NS导线将如何运动？