第二章 磁场 第三节 磁场对通电导线的作用栏目链接电磁炮的威力 电磁炮利用电磁力所做的功作为发射能量，不会产生强大的冲击波和弥漫的烟雾，因而具有良好的隐蔽性．电磁炮可根据目标的性质和距离，调节、选择适当的能量来调整弹丸的射程．电磁炮没有圆形炮管，弹丸体积小、重量轻，使其在飞行时的空气阻力很小，因而电磁炮的发射稳定性好、初速度高、射程远．由于电磁炮的发射过程全部由计算机控制，弹头又装有激光制导或其他制导装置，所以具有很高的射击精度．从发射能量的成本来看，常规火炮的发射药产生每兆焦耳能量需10美元，而电磁炮只需0.1美元．而且电磁炮还可以省去火炮的药筒和发射装置，故而重量轻、体积小、结构简单，运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便．栏目链接栏目链接电磁炮的原理非常简单，19世纪，英国科学家法拉第发现，位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动，同时，如果让导线在磁场中作切割磁力线的运动，导线上也会产生电流．这就是著名的法拉第电磁感应定律．正是根据这一定律人们发明了如今广泛应用的发电机和电动机，它也是电磁炮的基本原理，或者说，电磁炮不过是一种比较特殊的电动机，因为它的转子不是旋转的，而是作直线加速运动的炮弹. 那么如何产生驱动炮弹的磁场，并让电流经过炮弹，使它获得前进的动力呢？一个最简单的电磁炮设计如下：用两根导体制成轨道，中间放置炮弹，使电流可以通过三者建立回路．把这个装置放在磁场中，并给炮弹通电，炮弹就会加速向前飞出．栏目链接在1980年，美国西屋公司为“星球大战”建造的实验电磁炮基本就是这样的结构．它把质量为300克的炮弹加速到了每秒约4千米．如果是在真空中，这个速度还可提高到每秒8～10千米，这已经超过了第一宇宙速度，具备了作为一种新型航天发射装置的理论资格．栏目链接栏目链接一、安培力1．安培力：通电导体在________中受到的力称为安培力．2．把一段通电直导线放在磁场里，导线方向与磁场方向________时，它所受的安培力最大；当导线方向与磁场方向________时，导线不受安培力；当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培力介于________和________之间．栏目链接磁场垂直平行零最大值二、磁感应强度栏目链接安培力F 电流I导线长度L IL磁场特斯拉特(T)磁场强弱和方向1 m 1 A1 N 1 T磁场本身是否放置通电导线导线长度通电电流三、安培力的方向栏目链接垂直 垂直 垂直 左手定则 拇指同一个平面穿入电流四、电动机安培力栏目链接栏目链接要点一 磁感应强度栏目链接栏目链接例1关于磁感应强度，下列说法正确的是( )栏目链接栏目链接1．(单选)有一小段通电导线，长为1 cm，通过的电流强度为5 A．把它置于磁场中某点，受到的磁场力为0.1 N，则该点的磁感应强度B一定是( )A．B＝2 T B．B≤2 TC．B≥2 T D ．以上情况都有可能栏目链接栏目链接要点二 安培力1．安培力大小．通过实验归纳得出，电流方向跟磁场方向垂直时，电流受到的安培力最大为F＝BIL，平行放置时安培力为0.一般情况下，电流受到的安培力介于零和最大值之间，所以F＝BIL 只适用于电流方向与磁场方向垂直的情况．2．安培力的方向．安培力方向的特点：F⊥B、F⊥I，即F垂直B和I决定的平面．安培力F与B是垂直的关系，而不是同向的．这一点有别于电场力．在判断安培力方向时，必须首先判断磁场方向与电流方向构成的平面，从而判定出安培力在哪个方向上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向．栏目链接例2如图所示，在“研究影响通电导体棒所受磁场力的因素”实验中，要使导体棒摆动幅度增大，以下操作中可行的是( )A．减少磁铁的数量B．更换成磁性较弱的磁铁C．改变导体棒中的电流方向D ．增大导体棒中的电流强度栏目链接栏目链接栏目链接解析：在匀强磁场中，当通电导线垂直于磁场方向放置时，所受的安培力为F ＝BIL ，要使导体棒摆动幅度增大，则安培力应该增大，所以可以增在导体棒中的电流强度，D 选项正确．答案：D变式迁移2．(多选)如图所示，一导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行金属导轨上，并与金属导轨组成闭合回路．当回路中通有电流时，导体棒受到安培力作用．要使安培力增大，可采用的方法有( )栏目链接解析：由F ＝BIL 知，若增大安培力F ，选项A 、C 均可．答案：AC A ．增大磁感应强度B ．减小磁感应强度C ．增大电流强度D ．减小电流强度栏目链接。
