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第三节磁场对通电导线的作用


第一章:磁 场 第三节 磁场对通电导线的作用
仙居外语学校高一物理组 班级 姓名

学习目标
1.会计算通电导体在磁场中所受安培力的大小. 2.学会用左手定则判断安培力的方向. 3.了解电动机的构造及工作原理. 4.熟练掌握磁感应强度的定义及其物理意义.

自主学习
一、安培力 1.定义:通电导线在 受到的力叫

做 . ;与磁场方向 时,导线 安培力;导线与磁

2.特点:通电直导线与磁场方向

时,所受的安培力

场方向斜交时,安培力介于最大值和零之间. 3.大小:垂直磁场的通电直导线所受安培力与 4.安培力公式:F= . 成正比,与 成正比.

温馨提示 通电导线在磁场中不一定受到安培力作用. 二、磁感应强度 1.定义:垂直磁场放置的通电直导线,所受 的 .用符号 表示. N ,简称特,符号 .1 T=1 . A· m 与导线长度和 的比值,叫做该处磁场

F 2.公式:B= ,国际单位: IL 3.意义:描述

和方向的物理量. 的方向,即小磁针静止时的 所指的方向.

4.矢量性:磁感应强度的方向就是 三、安培力的方向 1.安培力的方向与磁场方向 2.安培力的方向既

,与电流方向



磁场方向又

电流方向. ,并且都跟手掌在 平面内,让磁感线穿入手心,并使四

3.左手定则:伸开左手,使拇指跟其余四指 指指 向 受 的方向,那么 的方向.

所指的方向就是通电导线所

堂堂清练习:
知识点一 磁感应强度 F 1.(2011· 长沙高二检测)由磁感应强度的定义式 B= 可知( IL ).

A.若某处的磁感应强度为零,则通电导线放在该处所受磁场力一定为零
1

B.通电导线放在磁场中某处不受磁场力的作用时,则该处的磁感应强度一定为零 C.同一条通电导线放在磁场中某处所受的磁场力是一定的 D.磁场中某点的磁感应强度与该点是否放通电导线有关 2.下列关于磁感应强度的方向的说法中,正确的是( ).

A.某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向 B.小磁针 N 极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向 C.垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是该处磁感应强度的方向 D.磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向 3.在磁场中有一小段小为 L、通有电流 I 的导线,关于导线所在处的磁感应强度,以下说法中正确的是( A.若该导线所受磁场力为零,则该处磁感应强度一定为零 F B.若该导线所受磁场力不为零,则该处磁感应强度一定为 IL C.若该导线所受磁场力不为零,则磁场力方向即为该处的磁感应强度方向 F D.若该导线所受的磁场力有最大值,则用 来定义该处的磁感应强度 IL 知识点二 安培力大小 ).

图 2-3-8 4.如图 2-3-8 所示,匀强磁场的磁感应强度 B=0.2 T,通电直导线与磁场方向垂直,导线长度 L=0.2 m,导线 中电流 I=1 A.该导线所受安培力 F 的大小为 ( A.0.01 N B.0.02 N C.0.03 N D.0.04 N 5.一根长为 0.2 m,电流为 2 A 的通电导线,放在磁感应强度为 0.5 T 的匀强磁场中,受到磁场力的大小可能是 ( ). ).

图 2-3-9 6.如图 2-3-9 所示,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 B.方向沿纸面向上,大小为( 2-1)ILB
2

).

C.方向沿纸面向下,大小为( 2+1)ILB D.方向沿纸面向下,大小为( 2-1)ILB 知识点三 安培力方向 7.某同学画的表示磁感应强度 B、电流 I 和安培力 F 的相互关系的图如图所示,其中正确的是( ).

8.如图 2-3-10 所示,用两根相同的细绳水平悬挂一段均匀载流直导线 MN,电流 I 方向从 M 到 N,绳子的拉力 均为 F.为使 F=0,可能达到要求的方法是( ).

图 2-3-10 A.加水平向右的磁场 B.加水平向左的磁场 C.加垂直纸面向里的磁场 D.加垂直纸面向外的磁场

图 2-3-11 9.如图 2-3-11 所示,水平桌面上放置一根条形磁铁,磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线,并与磁铁 垂直.当直导线中通入图中所示方向的电流时,可以判断出( A.弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力减小 B.弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力减小 C.弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力增大 D.弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力增大 ).

3

图 2-3-12 10.在等边三角形的三个顶点 a、b、c 处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流, 方向如图 2-3-12 所示.过 c 点的导线所受安培力的方向( A.与 ab 边平行,竖直向上 B.与 ab 边平行,竖直向下 C.与 ab 边垂直,指向左边 D.与 ab 边垂直,指向右边 )

图 2-3-13 11.如图 2-3-13 所示,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,MN 是质 量为 3 kg 的金属棒,通以 5 A 的电流时,棒沿导轨做匀速运动;当棒中电流增加到 8 A 时,棒能获得 2 m/s2 的加 速度,求匀强磁场磁感应强度的大小.

图 2-3-14 12.粗细均匀的直导线 ab 的两端悬挂在两根相同的弹簧下边,ab 恰好处在水平位置(如图 2-3-14 所示).已知 ab 的质量 m=10 g,ab 的长度 L=50 cm,沿水平方向与 ab 垂直的匀强磁场的磁感应强度 B=0.4 T. (1)要使两根弹簧能处于自然状态,即不被拉长,也不被压缩,ab 中电流应沿什么方向、通过多大的电流? (2)如导线中有从 a 到 b 方向的、大小为 0.2 A 的电流通过时,两根弹簧均被拉长了 Δx=1 mm,求弹簧的劲度系 数.

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