1、第4节 通电导线在磁场中受到的力,研究学考明确要求,基 础 梳 理 1安培力：通电导线在 中受的力。 2决定安培力方向的因素(1) 方向；(2) 方向。,磁场,磁场,电流,图1,3左手定则：如图1所示，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：让磁感线从 进入，并使四指指向 ，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。 4安培力的特点：FI，FB，即F垂直于 决定的平面。,掌心,电流的方向,B和I,典 例 精 析 【例1】 画出下列各图中磁场中通电导线的安培力的方向。,解析 无论B、I是否垂直，安培力总是垂直于B与I决定的平面，且满足左手定则。 答案 如图所示
2、,解答这类问题的关键是理解以下两点： (1)运用左手定则时，无论B、I是否垂直，一定要让磁感线穿入手心，四指指向电流的方向，则拇指所指即为安培力的方向。 (2)左手定则是判断电流在磁场中受力方向的法则，而安培定则是判断电流的磁场方向的法则，要注意两者的区别。,即 学 即 练 1如图直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，直导线能静止在光滑斜面上的是 ( ),解析 要使直导线能够静止在光滑斜面上，则直导线在磁场中受到的安培力必须与重力和支持力的合力为零，通过左手定则判断出A正确。 答案 A,基 础 梳 理 同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，受力情况不同，如图2所示。,图2,1如图2
3、甲，IB，此时安培力最大，F 。 2如图乙，IB，此时安培力最小，F 。 3如图丙，当I与B成角时，将B分解为沿电流方向的B1Bcos 和垂直于电流方向的B2Bsin ，磁场对I的作用可用B1、B2对电流的作用等效替代。则FF1F20ILB2ILBsin 。F ，这是一般情况下安培力的表达式。,ILB,0,ILBsin,典 例 精 析 【例2】 将长度为20 cm、通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场方向如图3所示。已知磁感应强度为1 T，试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。,图3,图4,解析 题中磁场和电流垂直，角仅是导线框与金属杆MN间夹角，不是电流与磁场的夹角。
4、 答案 C,基 础 梳 理 1原理：通电线圈在磁场中受到 而偏转。线圈偏转的角度越大，被测电流就 。根据线圈 ，可以知道被测电流的方向。 2构造： 、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。,图5,安培力,越大,偏转的方向,磁铁,3特点：两极间的极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿 方向，保持线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直。使线圈平面都与磁场方向 ，使表盘刻度均匀，如图5所示。 4优点：灵敏度高，可以测出 的电流。缺点：线圈导线很细，允许通过的电流很弱。,半径,平行,很弱,典 例 精 析 【例3】 关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，
5、下列说法中正确的是 ( )A该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向相同B该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等C使线圈平面始终与磁感线平行D线圈所处位置的磁感应强度大小不等,解析 两磁极之间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱，极靴与铁质圆柱之间有一不大的缝隙，根据磁感线与磁极表面垂直的特点，磁化了的铁质圆柱与极靴间的缝隙处就形成了辐向分布的磁场。这样做的目的就是让通电线圈所在处能有一个等大的磁场，并且磁感线始终与线圈平面平行。故C正确。 答案 C,即 学 即 练 3(2018绍兴教学质量检测)如图6所示，取一柔软的铝箔条，把它折成天桥状并用胶纸粘牢两端，使蹄形磁铁横跨过“天桥”。当电池与铝箔
6、接通过( ),图6,A铝箔条中部向磁铁S极运动 B铝箔条中部向磁铁N极运动 C铝箔条中部向下方运动 D铝箔条中部向上方运动 答案 D,1把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是 ( )A安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直D安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直,解析 安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，即垂直于磁场与电流所决定的平面，但电流方向与磁场方向不一定垂直。 答案 D,2关于通电导线所
7、受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是 ( )AF、B、I三者必须保持相互垂直BF必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直CB必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直DI必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直解析 安培力F总是与磁感应强度B和电流I决定的平面垂直，但B与I(即导线)可以垂直，也可以不垂直，故A、C、D均错误，B正确。答案 B,3(2018杭州教学质量检测)教师在课堂上做了个小实验，叫做“振动的弹簧”，如图7所示把一根柔软的弹簧悬挂起来，下端刚好跟槽中的水银接触，通电后发现弹簧不断上下振动，关于这个实验下列说法正确的是( ),图7,A弹簧开始振
8、动时是先收缩后伸长，然后不停地振动 B弹簧开始振动是因为受到了水银的作用力 C若将弹簧下端直接与柔软导线相连，通电后弹簧会伸长 D若改变电源的正负极，将不能够观察到振动现象,解析 当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互吸引作用，弹簧缩短，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，A正确，B错误；若将弹簧下端直接与柔软导线相连，通电后弹簧会缩短，C错误；若改变电源的正负极，通电后仍会产生上述现象，D错误。 答案 A,图8,A同时改变磁场方向和电流方向，导体棒摆动方向将会改变 B仅改变电流方向或磁场方向，导体棒摆动方向一定改变 C增大电流同时改变接入导体棒上的细导线长度，导体棒摆动幅度一定增大 D仅拿掉中间的磁铁，导体棒摆动幅度不变,答案 B,图9,解析 由题图知电流方向由ba且与磁场方向垂直，根据左手定则可知安培力水平向右，由安培力计算公式可得FILB，故选项B正确。 答案 B,
