第三章 4 通电导线在磁场中受到的力—人教版高中物理选修3-1讲义.pdf
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通电导线在磁场中受到的力
安培力的方向判定
(1)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.
(2)说明:
①⊥B,F⊥I,即F垂直于B、I决定的平面.
②磁场方向和电流方向不一定垂直.用左手定则判断安培力方向时,磁感线只要从
掌心进入即可,不一定垂直穿过掌心.
二、安培力的大小
1.安培力的大小:同一通电导线,按不同方式放在同一磁场中,受力情况不同,如
图所示.
(1)如图甲,I⊥B,此时安培力最大,F=ILB.
(2)如图乙,I∥B,此时安培力最小,F=0.
(3)如图丙,当I与B成角时,把磁感应强度B分解,如图丁.此时F=ILBsin_θ.
2.公式F=ILBsin
θ中B对放入的通电导线来说是外加磁场的磁感应强度,不必考虑导线自身产生的磁场
对外加磁场的影响.
3.公式F=ILBsinθ中L指的是导线在磁场中的有效长度”,
弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度(如图所示);相应的电流沿L由始端
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流向末端.
4.公式=ILBsin中θ是B和I方向的夹角,当θ=90°时sinθ=1,公式变为F=ILB.
磁电式电流表的构造和原理
(1)原理:通电线圈在磁场中受到安培力而偏转.线圈偏转的角度越大,被测电流就
越大.根据线圈偏转的方向,可以知道被测电流的方向.
(2)构造:磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴.
(3)特点:极靴与圆柱间的磁场沿半径方向,线圈转动时,安培力的大小不受磁场
影响,电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直.线圈平面与磁场方向平行,如图所示.
(4)优点:灵敏度高,可以测出很弱的电流.
缺点:线圈导线很细,允许通过的电流很弱.
1下面的四个图显示了磁场对通电直导线的作用力,其中正确的是()
2
长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中,电流方向与磁场方向分别如图所
示,已知磁感应强度为B,对于下列各图中,导线所受安培力的大小计算正确的是(
)
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如图所示,一根导线位于磁感应强度大小为,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,其中
AB=BC=CD=DE=l,且∠C=120°、∠B=∠D=150°.现给这根导线通入由A至E的恒
定电流I,则导线受到磁场作用的合力大小为()
3
A.23BIlB.(2+2)BIlC.(2+3)BIlD.4BIl
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()
A.方向沿纸面向上,大小为(2+1)ILB