高中物理选修3-1§4磁场对通电导线的作用力

§4磁场对通电导线的作用力安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。一.安培力的方向左手定则：——伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。F⊥B，F⊥I，B⊥IF⊥B，F⊥I，B⊥IF⊥B，F⊥I，B⊥IF⊥B，F⊥I，B⊥IF⊥B，F⊥I，B与I不垂直安培力方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面，即F⊥B，F⊥I，但B与I不一定垂直。F、B、I三者的方向之间的关系：【例题1】画出图中第三者的方向。【答案】由左手定则作答。FFFF×【注意】安培力的方向永远与导线垂直。【例题2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。【答案】由左手定则作答。【注意】安培力的方向永远与导线垂直。1.当电流与磁场方向垂直时，F=ILB二.安培力的大小B1B2F=ILBsinθ2.当电流与磁场方向夹θ角时，【例题3】如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)【答案】R=0.2Ω如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则：A.磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力作用B.磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用C.磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用D.磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用F若不在正中央？A如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L＝0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m＝0.2kg的金属棒ab，电源电动势E＝12V，内阻r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）BErRa30°bBFNF三.磁电式电表磁感应强度B，线圈侧向长度L，宽度d，匝数n，电流IFddFM)2(21kM2nBILFknBILdnBLdkII【说明】由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。直线电流间的作用直线电流和闭合电流的作用磁铁与电流的作用通电导体在磁场中的平衡和加速运动问题四.通电导体在磁场中的平衡和加速运动问题【例题1】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BIθm【例题2】如图所示，PQ和MN为水平、平行放置的金属导轨，相距1m，导体棒ab跨放在导轨上，棒的质量为m=0.2Kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体的质量M=0.3Kg，棒与导轨的动摩擦因数μ=0.5，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升1m，问：（1）应在棒中通入多大的恒定电流？方向如何？（2）安培力是否做功？如果做功，则做功多少？四.通电导体在磁场中的平衡和加速运动问题