专题：通电导线在磁场中的受力问题剖析

通电导线磁体磁场运动电荷通电导线磁体运动电荷产生受力2013届高考一轮物理复习专题：通电导线在磁场中的受力问题1、会确定安培力的方向，计算安培力的大小2、会求解安培力作用下的物体平衡问题3、掌握电流与电流之间相互作用的规律一、安培力：通电直导线在磁场中受到的力二、安培力的方向：掌心-----迎磁四指------电流方向大拇指------安培力方向左手定则：安培力方向的特点与电流方向、磁感应强度的方向都，即安培力F于B和I决定的平面．垂直垂直画出图中通电导线所受力的方向。FIBIBFIBBIIBB30°IFF三、安培力的大小（条件：在匀强磁场中）1．当长为L的导线，垂直于磁场B放置，通过的电流为I时，F＝，此时电流受力最大．2．当磁感应强度B的方向与通电导线时，导线受力为零．3．当磁感应强度B的方向与通电导线方向成θ角时，F＝BIL平行？把磁感应强度B分解为两个分量：平行于导线的分量B2不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B1决定F=IL·Bsinθ通电直导线与磁场方向不垂直的情况垂直B1=Bsinθ平行B2=Bcosθ或NSIIBθB2B1θF=BIL·sinθ注意：公式F＝BIL中L指的是“有效长度”如果导线是弯曲的则“有效长度L”等于连接两端点直线的长度，相应的电流沿L由始端流向末端．(如下图所示)例：如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B＝0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E＝4.5V、内阻r＝0.50Ω的直流电源。现把一个质量m＝0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0＝2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。已知sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，求：(1)通过导体棒的电流；(2)导体棒受到的安培力大小；(3)导体棒受到的摩擦力。[解析](1)导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：I＝ER0＋r＝1.5A。(2)导体棒受到的安培力：F安＝BIL＝0.30N。(3)导体棒所受重力沿斜面向下的分力F1＝mgsin37°＝0.24N由于F1小于安培力，故导体棒受沿斜面向下的摩擦力Ff，受力分析如图所示，根据共点力平衡条件mgsin37°＋Ff＝F安，解得：Ff＝0.06N。拓展1：平行通电直导线之间的相互作用是怎样的？结论：同吸异斥拓展2：两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由活动，当恒定电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将()A．顺时针方向转动，同时靠近导线ABB．逆时针方向转动，同时离开导线ABC．顺时针方向转动，同时离开导线ABD．逆时针方向转动，同时靠近导线AB电流分析方法：先分析AB导线中电流产生的磁场方向，再分两段找出CD两端所受安培力的方向．结论：求同趋近拓展2：两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由活动，当恒定电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将()A．顺时针方向转动，同时靠近导线ABB．逆时针方向转动，同时离开导线ABC．顺时针方向转动，同时离开导线ABD．逆时针方向转动，同时靠近导线ABD一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图所示的电流时，从左向右看，则线圈L1将()A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．向纸面内平动BF=BILF=0F=BIL·sinθ练习册中本节课全部习题