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通电导体在磁场中受到的力


例3.将长度为20cm、通有0.1A电流
的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁
场的方向如图所示,已知磁感应强度为
1T。试求出下列各图中导线所受安培力
的大小和F
FI
30°
B
0.02N
0
0.02N
垂直导线斜
水平向右
向左上方
例4.如图所示直角三角形abc组成的导线框内通有电流I
=1A,处在方向竖直向下的匀强磁场B=2T中, ɑ=300
电流 元法
把整段导线分为多段电流元,先用左手定则判断 每段电流元所受安培力的方向,然后判断整段导 线所受安培力的方向,从而确定导线运动方向
等效 环形电流可等效成小磁针,通电螺线管可以等效 法 成条形磁铁或多个环形电流,反过来等效也成立
特殊位 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置,然
置法 后判断其所受安培力的方向,从而确定其运动方向
ac=40cm,(1)求三角形框架各边所受的安培力。(2) 求三角形框架所受的安培力
Fbc = 0N Fab=Fac
=BILSin600
=0.69N
c
b Ia
B
巩固练习
1、如图所示的四种情况,通电导体均置于匀强磁场 中,其中通电导线不受安培力的是( C )
2 、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,
A 给导线通以由N向M的电流,则(
)
A. 磁铁对桌面压力减小,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,不受桌面摩擦力作用
3.通电直导线附近有一个小的通电闭合
B I F
F = ILB (B⊥L)
2.当电流与磁场方向夹θ角时:
B1
B2
F = ILBsinθ
B
F
B⊥
B
B∥
I
(θ为B与L的夹角) 当B与I垂直时,F最大,F=ILB;当B与I平行时,F=0.
3.公式F=ILB中L指的是“有效长度”. 4.弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直接 的长度;相应的电流沿L由始端向末端.
第三章 第四节
通电导线在磁场中受到的力
通电导线在磁场中受到的力称为安培力
一.安培力的方向
左手定则:伸开左手,使拇指 与四指在同一平面内并跟四指 垂直,让磁感线穿入手心, 四指指向电流方向,这时拇指 所指的就是通电导体所受安培 力的方向。
二、安培力方向的判断
B
F=0
I
F
B
I
B
F I
B I
F=0
课堂练习
矩形线圈abcd,直导线AB和线框在同
一平面内放置,若电流I2沿顺时针方向, 则小线框的运动情况是 ( ) C
A.向右运动
B.静止不动
a
d
C.向左运动
D.发生转动,
同时向远离直
导线方向运动
b
c
安培力作用下导体运动方向的判断
如果通电导体放置在非匀强磁场中,则不能够运用F=BIL 进行定量的计算,但可用F=BIL和左手定则进行定性的讨 论,常用的方法有以下几种:
特别提醒:(1)导体处于非匀强磁场中时,通常用电流元法 判断其受力情况.
(2)判断条形磁铁(或小磁针)与环形电流间的相互作用时,通 常选择等效法.
例.直导线AB与圆线圈的平面垂直且隔有一小 段距离,直导线固定,线圈可以自由运动.当 通有如图3-4-14所示的电流时(同时通电),从
左向右看,线圈将( C ).
答案 0.14 A≤I≤0.46 A
三. 磁电式电表
极靴
A.顺时针转动,同时靠近直导线AB B.顺时针转动,同时离开直导线AB C.逆时针转动,同时靠近直导线AB D.不动
图3-4-14
例4 质量为m=0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为θ= 37°的平行放置的导轨上,导轨的宽度d=0.2 m,杆ab与导 轨间的动摩擦因数μ=0.4,磁感应强度B=2 T的匀强磁场 与导轨平面垂直且方向向下,如图所示.现调节滑动变阻 器的触头,试求出为使杆ab静止不动,通过ab杆的电流范 围为多少?
【例1】画出图中第三者的方向。
F
×F
F
F
注:安培力的方向既与导线垂直,又与磁感应强度垂直。 即总垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面
【例2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
F F
平面图--侧视图b a
平行电流间的相互作用
同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时:
两平行直线电流在相互作用过程中,无转动趋势,
结论法
同向电流互相吸引,反向电流互相排斥;两不平行 的直线电流相互作用时,有转到平行且电流方向相
同的趋势
转换研 究对象

定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题, 可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力,然后由 牛顿第三定律,确定磁体所受电流磁场的反作用力, 从而确定磁体所受合力及运动方向
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