通电导线在磁场中的运动复习课程.ppt

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1、通电导线在磁场中的运动学习目标定位1、掌握左手定则确定安培力的方向（2级目标）2、掌握安培里的计算公式及解题方法（2级目标）1．安培力——————————————————————————————————————2．决定安培力方向的因素————————————————————3．左手定则如图所示，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平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，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．对安培力方向的理解(1)安培力方向的特点：F⊥B，

2、F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面．(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心．(1)安培力总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面，但磁场方向和电流方向不一定垂直．(2)若已知B、I方向，F方向惟一确定，但若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不惟一．(3)判断电流的磁场方向用安培定则，确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则．1．当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与磁感线垂直时，所受的安培力最大：__

3、____2．当B与I成θ角时，安培力的大小:______________________．3．当通电导线与磁感线平行时，所受安培力为____．4．磁场中通电导线的等效长度(1)公式F＝IBL中的L对弯曲长度来说指的是“等效长度”．弯曲通电导线的有效长度L等于连接曲线两端点直线的长度，相应的电流沿L的始端流向末端，如图甲所示．(2)任意闭合通电导线的有效长度为零，所受安培力(即各电流元所受安培力的合力)为零，如图乙所示．(1)公式F＝ILBsinθ中θ是B和I方向的夹角，不能盲目应用题目中所给的夹角，要根据具

4、体情况进行分析．(2)导线L所处的磁场应为匀强磁场．安培力表达式F＝ILB(或F＝ILBsinθ)一般适用于匀强磁场，若通电导线所在区域的B的大小和方向不相同，应将导体分成若干段，使每段导线所处范围B的大小和方向近似相等，求出各段导线所受的磁场力，然后再求合力．例题1：如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈(　　)A．向左运动　　　　B．向右运动C．静止不动D．无法确定题型一：通电导线在磁场中的运动（安培力的方向）

5、【解析】此题可以采用电流元法，也可采用等效法．解法一：等效法．把通电线圈等效成小磁针．由安培定则，线圈等效成小磁针后，左端是S极，右端是N极，异名磁极相吸引，线圈向左运动．解法二：电流元法．如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动．【答案】A【方法总结】安培力作用下导体运动方向的判断方法1．判断导体在磁场中运动情况的常规思路(1)不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁场来实现的，因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况．(2)结合左手定则准确判

6、断导线所受安培力的方向．(3)由导体的受力情况判定导体的运动方向．分析导体在磁场中运动情况的几种常用方法电流元法把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向等效法环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流(反过来等效也成立)，然后根据磁体间或电流间的作用规律判断特殊位置法通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向结论法两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同

7、向电流互相吸引，反向电流互相排斥；不平行的两直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势转换研究对象法定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的反作用力，从而确定磁体所受合力及其运动方向变式训练1如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运动情况是(从上往下看)(　　)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．逆时针方向转动，同时

8、下降D．逆时针方向转动，同时上升变式训练2．通电平行直线电流间的作用情况变式训练3例题2：质量为m，长度为L的导体棒MN垂直导轨放置且静止于水平导轨上，通过MN的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，垂直于电流方向且与导轨平面成θ角斜向下，如图所示，求棒MN所受的支持力大小和摩擦力大小．题型二：安培力作用下物体的平衡和加速问题【解析】画出平面图，由左手定则判断出安培力方向，对MN受力分析，如图所示，对导体棒MN由平