鲁教版高中物理选修3-1第14讲：磁场对通电导线的作用力（教师版）

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1、磁场对通电导线的作用心大脑体操）爲作业完成情况）教学目标）1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F二BILsin〃。2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。—、安培力的方向1•安培力：通电导线在磁场中受的力.2•决定安培力方向的因素：电流方向和磁感应强度方向.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个平而内.让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向，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：F丄B，F丄I，即F垂直于B、I决定的平面.5•平行通电导线间的作用力：电流方向相同，两导线相互吸引，电流方向相反，两

2、导线相互排斥。二、安培力的大小1•当通电导线垂直磁场方向放置时所受安培力的大小为：F=BIL.2・当磁感应强度B的方向与通电导线平行时，导线受力F=0.3•当磁感应强度B的方向与通电导线方向成。角时‘F=BILcos0.0为B与I的夹角.特色讲题目类型:安培力的方向例1、判断下图中导线力所受磁场力的方向.解析：根据左手定则进行判定答案XXXXXSA•iXXXXX~~B.竖直向下例2.如右图所示，昇为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如右图.当圆盘高速绕中心轴00'转动时，通电直导线所受磁场力的方向是（）A.竖直向上C.水平向里D.水平

3、向外解析：由于带负电的圆环顺时针方向旋转，形成的等效电流为逆时针方向，所产生的磁场方向竖血向上.由左手定则可判定通电导线所受安培力的方向水平向里.答案：C例3.如右图所示的三维空间内，匀强磁场方向沿+x方向，在平面;r%内有一通电直导线，若它所受的安培力方向沿+y方向，贝9（）_A.该通电导线一定不会沿平行％方向放置B.该通电导线一定平行02方向放置C.无论通电导线怎样放置，它总受到+y方向的安培力I）.沿+x方向观察导线中的电流方向，应该为向右方向解析：当通电导线与匀强磁场平行吋，它不受安培力作用，而题意说导线受到安培力作用，说明导线一定不会沿平行血方向放置，因此选项A正确；根据左手定

4、则确定的关系可知：安培力一定准血F磁场方向和电流方向确定的平面，但电流方向不一定与磁场方向垂直，因此选项B错误；根据左手定则判定知：通电导线如果任意放置在“％平而内，它受到的安培力时，方向有沿+y方向和一y方向两种可能，沿％方向观察，当电流向右时，安培力沿+y方向；当电流向左时，安培力沿一尸方向.因此选项C错误，选项D.正确.答案：AD题目类型:安培力的大小例4.如图2所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁幽极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动悄况是（从匕往下看）（）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.逆吋针方向转动，同时下降I）.

5、逆时针方向转动，同时上升解析：两个磁极对电流的安培力方向不同，把电流分为两部分，左半部分受力方向向外，右半部分受力向里。从上往下看，通电导线将沿着逆时针方向转动。当导线转到垂直于纸面的方向时，电流受力向下，导线将向下运动。所以c选项正确。答案:c例5.如图所示，长I八质量为m的金属杆ab,被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab处在方向垂直纸而向里的匀强磁场中。当金属杆中通有方向3->b的电流I时，每根金属丝的拉力大小为To当金属杆通有方向b-a的电流I时，每根金属丝的拉力大小为2T。求磁场的磁感应强度B的大小。xXXX解析：导体ab受重力、磁场力、弹簧的拉力，处于平衡状态，当ab中的电流

6、方向由a向b时，磁场力向上。2T-BIL=mgab中的电流由b向a时，磁场力向下4T=BIL-mg联立可得:B=T/IL答案：B=T/TL例6.如图两个同样的导线环同轴平行悬挂，相隔一小段距离，当同时给两导线环通以同向电流时，两导线环将（）A.吸引B.排斥C.保持静止D.边吸引边转动解析：两个线圈内的电流产生的磁场方向相同，互相吸引。也可以由一个电流受另一个的磁场力判断得相同的结论。答案：A例7.如图所示，一段导线日比〃位于磁感应强度大小为〃的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直.线段“、必和cd的长度均为厶且Z^c=ZW=135°•流经导线的电流为Z,方向如图中箭头所示.导线

7、日阮〃所受到的磁场的作用力的合力（）XXXXXXA.方向沿纸面向上，大小为（、吃+1）乩仏C.方向沿纸面向下，大小为（、但+1）〃〃B.方向沿纸面向上，大小为（、血一1）刃厶D.方向沿纸面向下，大小为（、问一R解：棒的受力分析图如图所示：由闭合电路欧姆定律，有：l-R+r由安培力公式，有：F=BTL由共点力平衡条件，有：Fsin（）二Fn+Fcos（）=mg整理得：Ff=EB；in"丘“K+r=mg-EBJ"°匕R+r答案：见解析。