安培力 (1)安培力:磁场对电流的作用力通常称为安培力. ⑵安培力的大小:F=BILsinθ θ=900时 F=BIL 在非匀强磁场中.公式F=BILsinθ适用于很短的一段通电导线.这是因为导线很短时.它所在处各点的磁感应强度的变化很小.可近似认为磁场是匀强磁场. θ为通电导线方向与磁场方向有一个夹角.我们可以把磁感应强度B分解为两个分量:一个是跟通电导线方向平行的分量B1=Bcosθ.另一个是跟通电导线方向垂直的分量B2=Bsinθ.B1与通电导线方向平行.对电流没有作用力.电流受到的力是由B2决定的.即F=ILB2.将B2=Bsinθ代入上式.得到F=ILBsinθ.这就是通电导线方向与磁场方向成某一角度时安培力的公式.公式F=BIL是上式θ=90°时的特殊情况. (3)安培力的方向 安培力的方向既跟磁场方向垂直.又跟电流方向垂直.也就是说.安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面. 通电直导线所受安培力的方向和磁场方向.电流方向之间的关系.可以用左手定则来判定: 伸开左手.使大拇指跟其余四个手指垂直.并且都和手掌在一个平面内.把手放入磁场中.让磁感线垂直穿入手心.并使伸开的四指指向电流的方向.那么.大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. 应该注意的是:若电流方向和磁场方向垂直.则磁场力的方向.电流方向.磁场方向三者互相垂直,若电流方向和磁场方向不垂直.则磁场力的方向仍垂直于电流方向.也同时垂直于磁场方向. (4)安培力F.磁感应强度B.电流I三者的方向关系 通电导线在磁场中所受安培力F.总垂直于电流与磁感线所确定的平面. ①已知电流I.磁感应强度B的方向.可用左手定则唯一确定安培力F的方向. ②已知F和B的方向.当导线的位置确定时.可唯一确定电流I的方向. ③已知F和I的方向时.磁感应强度B的方向不能唯一确定. (5)用有效长度计算安培力的大小 如图所示.弯曲的导线ACD的有效长度为l.等于两端点A.D所连直线的长度.其所受的安培力为:F = BIl (6)安培力作用下物体运动方向的判断 ①电流元法:即把整段电流等效成多段直线电流元用左手定则判断出每小段电流元所受安培力方向再判断合力的方向.然后再确定运动方向. ②等效法:环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁.条形磁铁也可以等效成环形电流或通电螺线管.通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流. ③利用结论法: a.当两电流相互平行时.无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥, b.两电流不平行时.有转动到相互平行.电流方向相同的趋势. 利用这些结论分析.判断.可以事半功倍. 例题:如图所示.把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方.导线可以自由移动.当导线通过图示方向电流时.导线的运动情况是 A.顺时针方向转动.同时下降 B.顺时针方向转动.同时上升 C.逆时针方向转动.同时下降 D.逆时针方向转动.同时上升 解析:根据蹄形磁铁磁感线分布和左手定则可判断A端受垂直纸面向里的安培力.B端受垂直纸面向外的安培力.故导线逆时针转动,假设导线自图示位置转过90°.由左手定则可知.导线AB受竖直向下安培力作用,导线下降.故导线在逆时针转动的同时向下运动. 所以本题答案应选C. 例题:如图所示.倾角为 θ的光滑斜面上. 有一长为L.质量为m的通电导线.导线中的电流强度为I.电流方向垂直纸面向外.在图中加一匀强磁场.可使导线平衡.试求:最小的磁感应强度B是多少?方向如何? 解析:导体棒受重力.支持力和安培力作用而平衡.由力学知识可知.当第三个力F与F'垂直时.F有最小值.如图.即安培力方向平行于斜面向上.F=mgsinθ.又因为当导体棒与磁感应强度垂直时.安培力最大.故本题所求最小磁感应强度 B=.方向为垂直斜面向下. 例题:条形磁铁放在粗糙水平面上.正中的正上方有一导线.通有图示方向的电流后.磁铁对水平面的压力将会__.水平面对磁铁的摩擦力大小为__. 解:本题有多种分析方法.⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线.可看出两极受的磁场力的合力竖直向上.磁铁对水平面的压力减小.但不受摩擦力.⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条.可看出导线受到的安培力竖直向下.因此条形磁铁受的反作用力竖直向上.⑶把条形磁铁等效为通电螺线管.上方的电流是向里的.与通电导线中的电流是同向电流.所以互相吸引. 例题:如图在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈.当线圈中通有逆时针方向的电流时.线圈将向哪个方向偏转? 解:用“同向电流互相吸引.反向电流互相排斥 最简单:条形磁铁的等效螺线管的电流在正面是向下的.与线圈中的电流方向相反.互相排斥.而左边的线圈匝数多所以线圈向右偏转.(本题如果用“同名磁极相斥.异名磁极相吸 将出现判断错误.因为那只适用于线圈位于磁铁外部的情况.) 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

磁场对通电导体的作用力叫安培力,通电导体垂直于磁场方向放置时,安培力的大小有如下规律:
磁感应强度
磁感应强度
越强,
电流
电流
越大,
导线
导线
越长,安培力就越大.

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1.安培力

(1)定义:磁场对________的作用力称为安培力,公式:F=________

(2)通电导线与磁场方向垂直时,即=90°,此时安培力有最________值;通电导线与磁场方向平行时,即=0°,此时安培力有最________值,Fmin________N;0°<<90°时,安培力F介于0和最大值之间.L为导线的________长度,即导线两端点所连直线的长度,相应的电流方向沿L由始端流向末端;如图所示,几种有效长度;

(3)根据力的相互作用原理,如果是磁体对通电导体有力的作用,则通电导体对磁体有________力.

2.安培力方向的判断

(1)、左手定则:伸开左手,使大拇指与其余四个手指________,并且与手掌在同一个平面上,把手放入磁场中,让磁感线________穿过掌心,并且使四个手指指向________的方向,那么大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中所受________的方向.安培力方向既垂直于________方向,又垂直于________的方向.

(2)、用“同性相________,异性相________”(只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时).

(3)、用“同向电流相________,反向电流相________”(反映了磁现象的电本质).可以把条形磁铁等效为长直螺线管(不要把长直螺线管等效为条形磁铁).

3.右手螺旋定则(安培定则)与左手定则的比较

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电磁驱动:如果磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到_________的作用,安培力使_________,这种作用常常称为电磁驱动.

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下列说法中,正确的组合是(      )

①奥斯特发现了电流磁效应;法拉第发现了电磁感应现象;麦克斯韦预言了电磁波;楞次用实验证实了电磁波的存在

②库仑发现了点电荷的相互作用规律:密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值;安培发现了磁场对电流的作用规律;洛仑兹发现了磁场对运动电荷的作用规律

③点电荷可以与质点类比,都是理想化模型;电场力做功可以与重力做功类比,两种力做功都与路径无关;电场线可以与磁感线类比,都是用假想的曲线形象化地描绘“场”

④在用实验探究加速度、力和质量三者之间的关系时,采用控制变量法;伽利略用来研究力和运动关系的斜面实验是一个理想实验

⑤Kg、s、m是力学中的三个基本单位, m/s、N、K、A、mol属于导出单位

⑥  1N/C=1V/m、  1T=1N/(Am)、    1T=1Vs/m2

A、②③       B、④⑥       C、①⑥        D、④⑤

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通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内.电流方向如图所示,ad边与MN平行,若直导线中的电流增大,关于MN的磁场对线框的作用,下列叙述正确的是:

A.线框有两条边所受的安培力方向相同
B.线框有两条边所受的安培力大小相同
C.线框所受安培力合力向里
D.线框所受安培力合力为零

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同步练习册答案