3.2磁场对通电导线的作用力(1)
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江苏省宝应县中学高二物理导学案 主备：梁东培 审核：杨永根 包科： 2012.9.26
1 编号12： 3.2磁场对通电导线的作用力
班级：高二（ ）班 组别 姓名： 学号：
【目标导航】
1、知道什么是安培力，知道安培力公式，并会进行简单运用。
2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
【自主学习】
一、安培力的大小
1、安培力的定义：
2、安培力的大小：
课本图3－2－1实验表明，当通电导线与磁场平行时，导线 ；当通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通电导线
的作用，力的大小与导线中的电流、导线长度和磁场强弱有关。精确的实验表明：通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通电导线作用力的大小与
和 都成正比，即 ，比例系数与导线所在位置的磁场有关，用符号
表示，称之为磁感应强度，则磁场对通电导线作用力的公式为
，思考讨论1：公式F＝BIL适应的条件是B与I垂直，若B与I不垂直而是有一定的夹角θ时，安培力又怎样计算呢？
例1、如图所示，一长L的直导线通以大小为I的电流，放在垂直于导线的磁感应强度为B的匀强磁场中，则导线所受安培力大小为（
）
A．BLIsinθ B．BLIcosθ
C．BLI/sinθ D．BLI
例2、如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段弯成直角的金属导线abc，且ab=bc=L0，通有电流I，磁场的磁感应强度为B，若要使该导线静止不动，在b点应该施加一个力F0， F0的大小为________.
【结论】非直导线垂直磁场放置时其受安培力的有效长度为
变式训练1、如图所示，直角三角形通电导线框，边长ab、bc、ca分别为0.3，0.4，0.5m，通电电流为1A，磁感强度B为1T，方向垂直纸面向里，则线框受到的安培力的合力为 ？
θ B 江苏省宝应县中学高二物理导学案 主备：梁东培 审核：杨永根 包科： 2012.9.26
2 二、安培力的方向
判断方法：左手定则，其内容是：
例3、判断图中各磁场对通电导线的安培力的方向
变式训练2、在赤道上某处有一竖直直立的避雷针，当带有正电荷的乌云经过避雷针的上方并通过避雷针形成电流时，地磁场对避雷针的作用力的方向为（ ）
A．向东 B．向南 C．向西 D．向北
思考讨论2：电流之间也存在相互作用，平行通电直导线之间的的相互作用怎样？请应用安培定则和左手定则判断。
【结论】同向电流 ，反向电流
例5、把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好跟杯里的水银面相接触，并使它组成如图2所示的电路图．当开关S接通后，将看到的现象是( )
A．弹簧向上收缩
B．弹簧被拉长
C．弹簧上下跳动
D．弹簧仍静止不动
【达标检测】
1、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，它的正中间的上方固定一根长直导线A，现使导线内通过垂直于纸面向里的恒定电流，则磁铁受到桌面的支持力大小变化情况是( )
A．不变 B．减小
C．增大 D．无法判断 图2 江苏省宝应县中学高二物理导学案 主备：梁东培 审核：杨永根 包科： 2012.9.26
3 2、在等边三角形的三个顶点a、b、c处，各有一条长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所示，过c点的导线所受安培力的方向( )
A．与ab边平行，竖直向上
B．与ab边平行，竖直向下
C．与ab边垂直，指向左边
D．与ab边垂直，指向右边
3、质量为m的通电细杆置于倾角为θ的导轨上，导轨的宽度为d，杆与导轨间的动摩擦因数为μ，有垂直于纸面向里的电流通过杆，杆恰好静止于导轨上．在如图所示的A、B、C、D四个图中，杆与导轨间的摩擦力一定不为零的是( )
4、一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中,此时悬线的张力大于零而小于铜棒的重力.使悬线中张力为零,可采用的方法有( )
A．适当增大电流,方向不变 B．适当减小电流,方向反向
C．电流大小、方向不变 D．使原电流反向，并适当减弱磁场
5、如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒.在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是（ ）
A．B＝msinILg，方向垂直斜面向上
B．B＝msinILg，方向垂直斜面向下
C．B＝mgcosIL，方向垂直斜面向下 D．B＝mgcosIL，方向垂直斜面向上
6、条形磁铁放在水平面上，在它的上方偏右处有一根固定的垂直纸面的直导线，如图所示，当直导线中通以图示方向的电流时，磁铁仍保持静止. 则磁铁对水平面的压力将
，磁铁对水平面施加方向向
的静摩擦力。
C B
D
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7、如图所示，一金属直杆MN两端接有导线，悬挂于线圈上方，MN与线圈轴线处于同一竖直平面内，为使MN垂直纸面向外运动，可以 （ ）
A．将a、c端接电源正极，b、d端接电源负极
B．将b、d端接电源正极，a、c端接电源负极
C．将a、d端接电源正极，b、c端接电源负极
D．将a、c端接交流电源的一端，b、d端接交流电源的另一端
8、如图所示，长直导线通电为I1，通过通以电流I2环的中心且垂直环平面，当通以图示方向的电流I1、I2时，环所受安培力（ ）
A.沿半径方向向里 B.沿半径方向向外
C.等于零 D.水平向左
9、如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m，长为l的金属棒a、b悬挂在c、d两处，置于竖直向上的匀强磁场内．当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向θ角处于平衡状态．则磁感应强度B为________．为了使棒平衡在该位置上，所需的最小磁场的磁感应强度B'为________，方向________．
10、粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边，ab恰好处在水平位置(如图所示)．已知ab的质量为m＝10 g，长度L＝60 cm，沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B＝0.4 T.
(1)要使两根弹簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，ab中应沿什么方向、通过多大的电流？
(2)当导线中有方向从a到b、大小为0.2 A的电流通过时，两根弹簧均被拉长了Δx＝1 mm，求该弹簧的劲度系数．
(3)当导线中由b到a方向通过0.2 A的电流时两根弹簧被拉长多少？(取g＝9.6 m/s2＝
9.6 N/kg)
