摘要:安培力 (1)安培力:磁场对电流的作用力通常称为安培力. ⑵安培力的大小:F=BILsinθ θ=900时 F=BIL 在非匀强磁场中.公式F=BILsinθ适用于很短的一段通电导线.这是因为导线很短时.它所在处各点的磁感应强度的变化很小.可近似认为磁场是匀强磁场. θ为通电导线方向与磁场方向有一个夹角.我们可以把磁感应强度B分解为两个分量:一个是跟通电导线方向平行的分量B1=Bcosθ.另一个是跟通电导线方向垂直的分量B2=Bsinθ.B1与通电导线方向平行.对电流没有作用力.电流受到的力是由B2决定的.即F=ILB2.将B2=Bsinθ代入上式.得到F=ILBsinθ.这就是通电导线方向与磁场方向成某一角度时安培力的公式.公式F=BIL是上式θ=90°时的特殊情况. (3)安培力的方向 安培力的方向既跟磁场方向垂直.又跟电流方向垂直.也就是说.安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面. 通电直导线所受安培力的方向和磁场方向.电流方向之间的关系.可以用左手定则来判定: 伸开左手.使大拇指跟其余四个手指垂直.并且都和手掌在一个平面内.把手放入磁场中.让磁感线垂直穿入手心.并使伸开的四指指向电流的方向.那么.大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. 应该注意的是:若电流方向和磁场方向垂直.则磁场力的方向.电流方向.磁场方向三者互相垂直,若电流方向和磁场方向不垂直.则磁场力的方向仍垂直于电流方向.也同时垂直于磁场方向. (4)安培力F.磁感应强度B.电流I三者的方向关系 通电导线在磁场中所受安培力F.总垂直于电流与磁感线所确定的平面. ①已知电流I.磁感应强度B的方向.可用左手定则唯一确定安培力F的方向. ②已知F和B的方向.当导线的位置确定时.可唯一确定电流I的方向. ③已知F和I的方向时.磁感应强度B的方向不能唯一确定. (5)用有效长度计算安培力的大小 如图所示.弯曲的导线ACD的有效长度为l.等于两端点A.D所连直线的长度.其所受的安培力为:F = BIl (6)安培力作用下物体运动方向的判断 ①电流元法:即把整段电流等效成多段直线电流元用左手定则判断出每小段电流元所受安培力方向再判断合力的方向.然后再确定运动方向. ②等效法:环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁.条形磁铁也可以等效成环形电流或通电螺线管.通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流. ③利用结论法: a.当两电流相互平行时.无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥, b.两电流不平行时.有转动到相互平行.电流方向相同的趋势. 利用这些结论分析.判断.可以事半功倍. 例题:如图所示.把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方.导线可以自由移动.当导线通过图示方向电流时.导线的运动情况是 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.同时下降 D.逆时针方向转动.同时上升 解析:根据蹄形磁铁磁感线分布和左手定则可判断A端受垂直纸面向里的安培力.B端受垂直纸面向外的安培力.故导线逆时针转动,假设导线自图示位置转过90°.由左手定则可知.导线AB受竖直向下安培力作用,导线下降.故导线在逆时针转动的同时向下运动. 所以本题答案应选C. 例题:如图所示.倾角为 θ的光滑斜面上. 有一长为L.质量为m的通电导线.导线中的电流强度为I.电流方向垂直纸面向外.在图中加一匀强磁场.可使导线平衡.试求:最小的磁感应强度B是多少?方向如何? 解析:导体棒受重力.支持力和安培力作用而平衡.由力学知识可知.当第三个力F与F'垂直时.F有最小值.如图.即安培力方向平行于斜面向上.F=mgsinθ.又因为当导体棒与磁感应强度垂直时.安培力最大.故本题所求最小磁感应强度 B=.方向为垂直斜面向下. 例题:条形磁铁放在粗糙水平面上.正中的正上方有一导线.通有图示方向的电流后.磁铁对水平面的压力将会__.水平面对磁铁的摩擦力大小为__. 解:本题有多种分析方法.⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线.可看出两极受的磁场力的合力竖直向上.磁铁对水平面的压力减小.但不受摩擦力.⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条.可看出导线受到的安培力竖直向下.因此条形磁铁受的反作用力竖直向上.⑶把条形磁铁等效为通电螺线管.上方的电流是向里的.与通电导线中的电流是同向电流.所以互相吸引. 例题:如图在条形磁铁N极附近悬挂一个线圈.当线圈中通有逆时针方向的电流时.线圈将向哪个方向偏转? 解:用“同向电流互相吸引.反向电流互相排斥 最简单:条形磁铁的等效螺线管的电流在正面是向下的.与线圈中的电流方向相反.互相排斥.而左边的线圈匝数多所以线圈向右偏转.(本题如果用“同名磁极相斥.异名磁极相吸 将出现判断错误.因为那只适用于线圈位于磁铁外部的情况.)

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