磁场对电流与运动电荷的作用.doc

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1、第三讲磁场对运动电荷的作用一、“安培定则（右手螺旋定则）”和“左手定则”区别和联系1.在适用对象上安培定则研究电流（直线电流、环形电流、通电螺线管）产生磁场时，电流与其产生的磁场磁感线二者方向的关系；左手定则研究通电导线（或电荷运动）在磁场中受力时，F、I、B三者方向的关系。2.在电流与磁场的关系上安培定则中的“磁场”与“电流”密不可分，是同时存在、同时消失的，“磁场”就是电流的磁效应产生的磁场；左手定则中的“磁场”与“电流”可以单独存在，“磁场”是外加的磁场，不是通电导线产生的磁场。3.在因果关系上安培定则中的“电流”是“因”，磁场为“果”，正是有了电流（直线电流、环形电流、螺

2、线管电流）才出现了由该电流产生的磁场；左手定则中的“磁场”和“电流”都是“因”，磁场对通电导线的作用力是“果”，有因才有果，而此时的两个“因”对产生磁场的作用力来说缺一不可。4.判断电流方向选取定则的原则在已知磁感线的方向，要判断产生该磁场的电流时，选用安培定则判断电流的方向；在已知导体受的安培力的方向或导体因通电才开始运动的方向时，用左手定则判断电流的方向。二、电场强度Ｅ与磁感应强度B的比较电场强度磁感应强度定义的依据①电场对电荷q有作用力F②对电场中任一点，F∝q，=恒量(由电场决定)③对不同点，一般说电场强度的值不同④比值可表示电场的强弱①磁场对直线电流I有作用力F②对磁场

3、中任一点，F与磁场方向、电流方向有关，只考虑电流方向垂直于磁场方向的情况，F∝IL，=恒量(由磁场决定)③对不同点，一般说磁感应强度的值不同④比值可表示磁场的强弱定义E=B=物理意义E在数值上等于电场对单位电荷作用力的大小B在数值上等于垂直于磁场方向长1m、电流为1A的导线所受安培力的大小方向是一个矢量。某点的电场强度方向，就是通过该点的电场线的切线方向，也是放入该点正电荷的受力方向。是一个矢量。某点的磁感应强度方向，就是通过该点的磁感线的切线方向，也是放入该点小磁针N极受力方向。(但绝非通电导线受力方向.实际上通电导线受力方向永远垂直于磁感应强度B的方向)。大小表示可以用电场线

4、形象地表示——切线方向表示Ｅ的方向，疏密程度表示Ｅ的大小可以用磁感线形象地表示——切线方向表示B的方向，疏密程度表示B的大小单位1N／C=1V／m1T=1N／（A·m）10三、对安培力的理解1．计算公式F＝BILsinθ＝IL其中表示磁感应强度在垂直于I方向上的分量，L称为有效长度。若导线是弯曲的，则　(1)当B垂直于导线所在的平面时，L等于连接两端点的直线的长度。如图甲、乙所示。(2)当B与导线的两端点的连线不垂直时，L表示两端点的连线在与B垂直的方向上的投影。如图丙所示。2．安培力的方向在使用左手定则判定安培力的方向时，让B的垂直分量(＝Bsinθ)穿过左手手心。四、安培力作

5、用下的动态问题　1．电流元法把整段电流等效为多段直线电流元，运用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力的方向，最后确定其运动方向。2．特殊位置法　把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断它所受安培力的方向，从而确定其运动方向。3．等效法环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管；通电螺线管还可以等效成很多匝的环形电流来分析。4．转换研究对象法因为电流之间、电流与磁体之间的相互作用力满足牛顿第三定律，定性分析磁体在电流作用下如何运动的问题时，可先分析电流在磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律来确定磁体所受

6、电流的作用力，从而确定磁体所受的合力及运动方向。5．结论法　(1)两电流互相平行时无转动趋势。同向电流互相吸引，反向电流互相排斥。　(2)两电流不平行时，有转动到互相平行且方向相同的趋势。例.如图所示，把轻质线圈用细线挂在一个固定的磁铁的N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈的平面。当线圈内通电时，下列结论中正确的是（）　　A．电流方向如图中所示时，线圈将向左偏移　　B．电流方向如图中所示时，线圈将向右偏移　　C．电流方向与图中相反时，线圈将向左偏移　　D．电流方向与图中相反时，线圈将向右偏移10解析：（1）电流元法：线圈通电后，线圈会受到磁铁磁场的作用。根据磁铁周围磁感

7、线的分布（如图1所示)，用左手定则可知，当线圈中通以图示方向电流时，线圈每一段（电流元）受到的安培力有向左分量，被吸向磁铁；当线圈中通以与图中方向相反的电流时，线圈受到的力向右，被磁铁排斥。　（2）等效法：由于通电小线圈两侧呈现一定的极性，相当一根小磁铁。通以图示方向电流时，其左侧呈现S极，右侧呈现N极，如图2所示。由磁极间相互作用，易知小线圈会被吸向磁铁，当电流方向相反时，则被磁铁排斥。（3）利用结论法：也可以把原来的磁铁看成一个通电线圈，磁铁与小线圈的作用等效成两个通电线圈的