通电导线在磁场中受到的力

崇德善思 励志笃行 3.4通电导线在磁场中受到的力 物理选修3-1 第三章 磁场 崇德善思 励志笃行 1.图中当电流通过线圈时，磁针将发生 偏转，以下的判断正确的是( ) A．当线圈通以沿顺时针方向的电流时， 磁针N极将指向纸外 B．当线圈通以沿逆时针方向的电流时，磁针S极将指向纸外 C．当磁针N极指向纸外时，线圈中电流沿逆时针方向 D．不管磁针如何偏转，线圈中的电流总是沿顺时针方向 崇德善思 励志笃行 2．一块磁铁从高处掉到地上，虽然没有断，但磁性变弱了，这是因为( ) A．磁铁被磁化了 B．磁铁因剧烈震动而退磁了 C．磁铁是非磁性物质 D．磁铁是软磁性材料 崇德善思 励志笃行 1、知道什么是安培力。知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 崇德善思 励志笃行 左手定则：伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导体所受安培力的方向。 崇德善思 励志笃行 1、关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法正确的是 ( ) A、通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用 B、通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场 方向垂直 C、通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流 方向垂直 D、通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面 BCD 崇德善思 励志笃行 1.对于通电直导线中的电流方向、磁场方向和导线受到的安培力的方向的各种说法中，正确的是( ) A．安培力的方向一定垂直于磁场方向 B．安培力的方向一定垂直于电流方向 C．安培力的方向可能跟磁场方向平行 D．安培力的方向可能跟电流方向平行 崇德善思 励志笃行 2.在如图所示的四个图中，标出了磁场B的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受磁场力F的方向，其中正确的是( ) 崇德善思 励志笃行 【例1】画出图中第三者的方向 注:安培力的方向总与导线垂直,与磁感应强度垂直。 崇德善思 励志笃行 【规律方法】 左手定则应用的几个要点 1.安培力方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向，所以应用左手定则时，必须使大拇指指向与四指指向和磁场方向均垂直. 2.由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不一定垂直穿入手掌，可以与四指方向成某一夹角.但四指一定要指向电流方向. 崇德善思 励志笃行 3.一根容易形变的弹性导线，两端固定.导线中通有电流,方向如图中箭头所示.当没有磁场时,导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图中正确的是( ) 崇德善思 励志笃行 问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用 同向电流相互吸引， 反向电流相互排斥。 结论: 崇德善思 励志笃行 2、如图所示，两条直导线相互垂直，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将（ ） A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB B、顺时针方向转动，同时离开导线AB C、逆时针方向转动，同时离开导线AB D、逆时针方向转动，同时靠近导线AB 崇德善思 励志笃行 第二课时 崇德善思 励志笃行 1、赤道上某处有一竖直的避雷针，当带有正电的乌云经过避雷针的上方时，避雷针开始放电，则地磁场对避雷针的作用力的方向为( ) A.正东 B.正南 C.正西 D.正北 崇德善思 励志笃行 2.如图所示四种情况中，匀强磁场磁感应强度相同，载流导体长度相同，通过的电流也相同，那么，导体受到的磁场力最大，且方向沿着纸面的是( ) 崇德善思 励志笃行 3、如图是一根通电直导线在匀强磁场中的四种放置情况，其中通电直导线所受磁场力为零的是( ) 崇德善思 励志笃行 3.当电流与磁场方向夹角为θ时: F=ILBsinθ (θ为B与L的夹角) I 崇德善思 励志笃行 对安培力F＝ILBsinθ的理解 （1）当B与I垂直时，即sin90°=1，则 F=ILB；当B与I成θ角时，F=ILBsinθ，θ是B与I的夹角. 崇德善思 励志笃行 （2）公式F=ILBsinθ中：①B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度，不必考虑导线自身产生的磁感应强度的影响.②L是有效长度，匀强磁场中弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度（如图）；相应的电流沿L由始端流向末端. 崇德善思 励志笃行 2.F＝ILBsinθ的适用条件 导线所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式仅适用于很短的通电导线. 3.电荷在电场中一定会受到电场力作用，但是电流在磁场中不一定受安培力作用，当电流方向与磁场方向平行时，电流不受安培力作用. 崇德善思 励志笃行 4、如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力为( ) A.方向沿纸面向上,大小为( +1)ILB B.方向沿纸面向上,大小为( -1)ILB C.方向沿纸面向下,大小为( +1)ILB D.方向沿纸面向下,大小为( -1)ILB 【互动探究】若磁场方向竖直向下,则导线段abcd受到的磁场力为多大,方向如何? 崇德善思 励志笃行 2.一段长为1 m的直导线中通过5 A的恒定电流，处在磁感应强度为0.1 T的匀强磁场中，该段通电导线受到的安培力大小可能为( ) A．F＜0.5 N B．F=0.5 N C．F≥0.5 N D．以上情况都有可能 崇德善思 励志笃行 5．如图所示，平行于纸面水平向右的匀强磁场，磁感应强度B1＝1 T.位于纸面内的细直导线，长L＝1 m，通有I＝1 A的恒定电流.当导线与B1成60°夹角时，发现其受到的安培力为零.则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感应强度B2大小可能为( ) A． B． C．1 T D． 崇德善思 励志笃行 7.ab、cd为两根相距2 m的平行金属导轨,水平放置在竖直向下的匀强磁场中,一根质量为3.6 kg的金属棒,当通以5 A的电流时,金属棒沿导轨做匀速直线运动,当金属棒中电流达到10 A时,金属棒的加速度为2.5 m/s2,求匀强磁场中的磁感应强度B的大小. 崇德善思 励志笃行 如图所示，两根平行金属导轨M、N，电阻不计，相距0.2 m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m＝5×10-2 kg的金属棒ab，ab的电阻为0.5 Ω．两金属导轨一端通过电阻R和电源相连．电阻R＝2 Ω，电源电动势E＝6 V，电源内阻r＝0.5 Ω，如果在装置所在的区域加一个匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止．(导轨光滑，g取10 N/kg)求所加磁场磁感应强度的大小和方向． 崇德善思 励志笃行 3、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，ab边与MN平行。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、线框所受安培力的合力朝左 D、cd边所受安培力的大小大于ab边所受安培力的大小 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 4、如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线框abcd， 线框内通有恒定电流，其流向为a→b→c→d→a，当闭合开关S后，线框运动情况应为（ ） A．ab向外，cd向里转动且向M靠拢 B．ab向里，cd向外转动且远离M C．ad向外，bc向里转动且向M靠拢 D．ad向里，bc向外转动且远离M A 崇德善思 励志笃行 7、在倾斜角为θ的光滑斜面上,放置一通有电流I,长为L,质 量为m的导体棒，如图所示,导体棒在竖直向上的磁场中静止，则磁感应强度B为_________. 崇德善思 励志笃行 引申1：欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度B 的最小值为________,方向________. X θ N F θ B 由mgsinθ=BIL知， B=mgsinθ/IL G 方向：垂直于斜面向上 崇德善思 励志笃行 引申2：欲使它静止在斜面上,且对斜面无压力, 外加磁场的磁感应强度B的最小值为_________, 方向________. 由mg=BIL知 B=mg/IL 方向：水平向左 X θ G F B 崇德善思 励志笃行 【典例3】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，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 崇德善思 励志笃行 【变式训练】(2011·长春高二检测) 如图所示，MN是一条水平放置的固定 长直导线，通电电流大小为I1，方向 如图.P是一个通有电流I2的与MN共面 的金属环，圆环P在磁场作用下将( ) A.沿纸面向上运动 B.沿纸面向下运动 C.上半部分垂直纸面向外，下半部分垂直纸面向里运动 D.上半部分垂直纸面向里，下半部分垂直纸面向外运动 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 5、如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会( ) A.纵向收缩,径向膨胀 B.纵向伸长,径向膨胀 C.纵向伸长,径向收缩 D.纵向收缩,径向收缩 纵向 A 崇德善思 励志笃行 6、把一根柔软的螺旋弹簧竖直悬挂起来,使它的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成如图所示的电路,当开关接通后,将看到的现象是( ) A.弹簧向上收缩 B.弹簧被拉长 C.弹簧上下振动 D.弹簧仍静止不动 C 崇德善思 励志笃行 4.如图所示，把轻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，当线圈内通入图示方向的电流后，则线圈( ) A.向左运动 B.向右运动 C.静止不动 D.无法确定 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行 崇德善思 励志笃行