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1、磁场对电流和运动电荷的作用（一）一周强化一、一周知识概述1、掌握磁感线的分布，掌握利用磁感线的分布来判断电流的受力方向。2、掌握安培力的计算方法，掌握安培力作用下的物体平衡问题的处理方法。二、重难点知识讲解（）基础知识|1、安培力：磁场对电流的作用力2、磁感应强度E上IL （条件是匀强磁场中，或 AL很小，并且L丄B ）。磁感应强度是矢量。单位是特斯拉，符号为T, 1T=1N/ （A-m） =1kg/ （As）3、安培力大小的计算F=BLIsin a （ a为B、L间的夹角）高中只要求会计算a =0（不受安培力）和 a =90两种情况。4、安培力的方向左手定则：伸开左手，使大拇指与其余四指垂直
2、，并在同一平面内让磁感线垂直穿 过掌心，四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是导体所受安培力的方向。5、安培力的应用(1) 电动机(2) 磁电式仪表行F定则 根据通电导线在磁场中会受到安培力的作用这一原理制成的仪表, 表。 磁电式仪表的结构称为磁电式仪(ti)电流&(h)电压衣常用的指针武仪長(b) 教学浪爪电流賈的内部结构 磁电式仪表原理由于磁场对电流的作用力方向与电流方向有关，因此，如果改变通过电流表的电流 方向，磁场对电流的作用力方向也会随着改变，指针和线圈的偏转方向也就随着改变， 据此便可判断出被测电流的方向。磁场对电流的作用力跟电流成正比，线圈中的电流越大，受到的作用力也越大，
3、指 针和线圈的偏转角度也越大.因此，指针偏转角度的大小反映了被测电流的大小.只要 通过实验把两者一一对应的关系记录下来，并标示在刻度盘上，这样在使用中，就可以 在刻度盘上直接读出被测电流的大小。(二)典型例题例1、如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流，不计通电导线的重力, 仅在磁场力作用下，导线将如何移动？解析:先画出导线所在处的磁感线， 上下两部分导线所受安培力的方向相反， 使导线从左 向右看顺时针转动；同时又受到竖直向上的磁场的作用而向右移动（不要说成先转90后平移）。分析的关键是画出相关的磁感线。例2、通电矩形导线框abed与无限长通电直导线 MN在同一平面内，电流方向如图所
4、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. ed所受安培力对ab边的力矩不为零解析：本题研究的是电流与电流间的相互作用力，考查学生对电流周围产生磁场、磁场对 放入其中的电流有力的作用这些磁现象的认识，同时考查安培定则、左手定则等基本规 律由安培定则可知，直线电流在其右方产生垂直纸面向里的磁场，再由左手定则可确 定各边受安培力均垂直各边向外，故A错.ab边与ed边所在处磁场强弱不同， 离MN近处磁场强，故ab边受力大；be边与ad边虽处于非匀强磁场中，但两边所在处
5、磁场情况 完全相同，平均磁感应强度相等，由F=BII知，be与ad边安培力大小相等，故B正确.ab 与ed受力比较可知C正确.ed边受力向右，且过ab边，其力矩为零，故 D错答案：BC例3、在倾角为30的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向下，如图所示.当导体棒内通有垂直纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上，则磁感强度的大小为B =.解析:本题研究通电导线在磁场中受力平衡问题考查左手定则、平衡条件的应用本题容易将导线受力分析错，将安培力分析成水平，导致错误求解，应注意安培力 永远既垂直磁场方向，又垂直电流方向，垂直B、丨所决定的平面导体棒受力如图所
6、示,F=BIL=mgsin30 T wf陀g答案：B=丄_例4、如图所示，质量为 m的铜棒搭在U形导线框右端，棒长和框宽均为 L,磁感应强 度为B的匀强磁场方向竖直向下。电键闭合后，在磁场力作用下铜棒被平抛出去，下落 h后的水平位移为s。求闭合电键后通过铜棒的电荷量 Q。解:闭合电键后的极短时间内，铜棒受安培力向右的冲量FA t=mvo而被平抛出去，其中F=BIL，而瞬时电流和时间的乘积等于电荷量Q=IAt由平抛规律可算铜棒离开导线框例5、如图所示是一个可以用来测量磁感应强度的装置：一长方体绝缘容器内部高为 L ,厚为d,左右两管等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b，上、下两侧装有电极
7、C （正极）和D （负极）并经开关S与电源连接，容器中注满能导电的液体，液体的 密度为p将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当开关断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同，开关 S闭合后，a、b管中液面将出现高度差。若当开关 S 闭合后，a、b管中液面将出现高度差为 h,电路中电流表的读数为I，求磁感应强度B 的大小。解析:开关S闭合后，导电液体中有电流由C流到D ,根据左手定则可知导电液体要受到向右的安培力F作用,在液体中产生附加压强 P,这样a b管中液面将出现高度差。 强P为在液体中产生附加压B , P d所以磁感应强度B的大小为： 丄例6、安培秤如图所示，它的一臂下面挂有一个矩形线圈，线圈共有N匝，它的下部悬在均匀磁场B内，下边一段长为L,它与B垂直。当线圈的导线中通有电流 I时，调节 砝码使两臂达到平衡；然后使电流反向，这时需要在一臂上加质量为m的砝码，才能使两臂再达到平衡。求磁感应强度 B的大小。C X解析:根据天平的原理很容易得出安培力11所以 F=NBLI= L因此磁感应强度B=丄一
磁场对电流和运动电荷的作用
