通电导体在磁场中受到力的作用应用
通电导体在磁场中受到力的作用应用
通电导体在磁场中受到力的作用是电磁学中最基本且重要的现象
之一，这种现象已经被广泛应用于许多现代技术和实践中，特别是在
电机、发电机、传感器、电子仪器等领域。下面就来探讨一下在这些
领域应用通电导体在磁场中受到力的作用的一些例子。
首先，磁力作为电动机的驱动力，是电机制造中最常见的应用之一。在电动机内部，一个旋转的磁场和通电线圈之间的相互作用，将
产生一个力矩，将电机机转运转，从而产生动能。这种相互作用在许
多工业和家庭中都得到广泛的应用，比如马达、风扇、洗衣机、切割
机等机械设备就是利用了磁力与电学的互动来运行的。
另外，在发电机中通电导体在磁场中受到力的作用也是至关重要的。发电机运作原理是通过旋转的磁场将导体线圈感应到的磁通量切割，从而产生一种感应电动势，这个感应电动势最终转化为电能，
用于供电。因此，通电导体在磁场中受到力的作用直接相关到了发电
机的效率和正常运作，因此在制造发电机时需要精确地计算和控制这
种相互作用。
另外，通电导体在磁场中受到力的作用也被广泛应用于传感器和
电子仪器的制造中。例如，磁力作为传感器的驱动力，可以用于测量
加速度、磁场强度、角度、运动等多种参数。在这些传感器中，导体
线圈感受到的磁力往往被转化为电信号，并经过特定的算法处理，用
于测量或反馈特定的参数。
在总体上，通电导体在磁场中受到力的作用可以被认为是现代科
技和技术的基础之一。从电机到发电机，再到传感器和电子仪器，这
一基础原理被应用于许多领域和行业，并且随着现代技术的不断发展，这种作用的应用还将不断得到拓展和创新。
磁场对通电导线的作用力
1.1 磁场对通电导线的作用力 一、安培力的方向 1 ．安培力：通电导线在 中受的力． 2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指 ，并且都与 在同一个平面内；让磁感线从 垂直进入，并使四指指向 的方向，这时 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向． 3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系： ， ，即F 垂直于B 与I 所决定的平面． 二、安培力的大小 1．垂直于磁场B 的方向放置的长为l 的通电导线，当通过的电流为I 时，所受安培力为F ＝ . 2．当磁感应强度B 的方向与电流方向成θ角时，公式F ＝ . 三、磁电式电流表 1．原理：安培力与电流的关系．通电线圈在磁场中受到 而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越 ．根据 的偏转方向，可以知道被测电流的方向． 2．构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴． 3．特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿 方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线 ，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小 ． 4．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流．缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱． 【参考答案】磁场 垂直 掌心 电流 拇指 F ⊥B F ⊥I IlB IlB sin θ 指针 半径 平行 相等 考点一：两根通电导线之间的作用力方向 【例1】在正三角形ABC 的三个顶点A 、B 、C 处，各固定有一根垂直于三角形的长直导线，每根导线通有大小相同的恒定电流，电流方向如图所示，已知导线A 受到的安培力大小为F ，则导线C 受到的安培力（ ） 基础知识梳理 典型例题分析
A ．大小为F ，方向平行A B 向左下 B ．大小为F ，方向平行AB 向右上 C ，方向垂直AB 向右下 D ，方向垂直AB 向左上 【答案】C 【解析】设两长直导线间的相互作用力大小为F 1，反向电流相互排斥，同向电流相互吸引，对长直导线A 研究，根据力的合成可得 12cos60F F ︒= 解得 1F F = 对长直导线C 研究，根据力的合成可得，C 受到的安培力为 C 12cos30F F =︒= 方向垂直AB 向右下。故选C 。 【变式练习】 1．如图所示，两个完全相同的闭合导线环挂在光滑绝缘的水平横杆上，当导线环中通有反向电流后，两导线环开始运动，以下关于两导线环运动情况的说法正确的是（ ） A ．二者相互靠近，各自做匀变速直线运动 B ．二者相互远离，各自做加速度减小的直线运动 C ．二者相互靠近，各自做加速度减小的直线运动 D ．二者相互远离，各自做加速度增大的直线运动 【答案】B 【解析】依题意，根据安培定则与左手定则，可知反向电流相互排斥，则两导线环将相互远离，在逐渐远离的过程中，两导线环所在处的磁场逐渐减弱，则受到的安培力逐渐减小，根据牛顿第二定律可知，加速度减小，所以两导线环做加速度减小的直线运动。故选B 。 2．如图所示，矩形abcd 的边长bc 是ab 的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e 、f 两点，其中e 、f 分别为ad 、bc 的中点。下列说法正确的是（ ）
通电导线在磁场中受到的力
通电导线在磁场中受到的力 一、安培力的方向 1．安培力：通电导线在磁场中受的力。 2．左手定则：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个平面内；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。 3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F ⊥B ，F ⊥I ，即F 垂直于B 和I 所决定的平面。 二、安培力的大小 1．垂直于磁场B 放置、长为L 的通电导线，当通过的电流为I 时，所受安培力为F ＝ILB 。 2．当磁感应强度B 的方向与导线方向成θ角时，公式F ＝ILB sin_θ。 1．安培力方向的特点 (1)当电流方向跟磁场方向垂直时，安培力的方向、磁场方向和电流方向两两相互垂直。应用左手定则判断时，磁感线从掌心垂直进入，拇指、其余四指和磁感线三者两两垂直。 (2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流方向，也垂直于磁场方向。应用左手定则判断时，拇指与四指、拇指与磁感线均垂直，但磁感线与四指不垂直。 1．(多选)如图所示，F 是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是( ) 2、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( ) A ．受到竖直向上的安培力 B ．受到竖直向下的安培力 C 1．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3-4-4所示。 图3-4-4 (1)如图甲，通电导线与磁场方向垂直，此时安培力最大，F ＝ILB 。 (2)如图乙，通电导线与磁场方向平行，此时安培力最小，F ＝0。 (3)如图丙，通电导线与磁场方向成θ角，此时可以分解磁感应强度，如图丁所示，于是有安培力大小为F ＝ILB sin θ，这是一般情况下安培力的表达式。 2．对安培力的说明 (1)F ＝ILB sin θ适用于匀强磁场中的通电直导线，求弯曲导线在
通电导线在磁场中受到的力
通电导线在磁场中受到的力 1. 安培力 通电导线在磁场中受到的力称为安培力。 2.安培力方向的判定 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，如图1所示，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。 注意：（1）在磁场中无论怎样形成的电流，只要属于电流在磁场中受安培力 的问题，左手定则同样适用； （2）左手定则判定的是磁场对电流作用力的方向，而不一定是载流导体运动的方向，载流导体是否运动，要根据它所处的具体情况而定。例如两端固定的载流导体，即使受到安培力的作用，它也不能运动。 应用：由于左手定则是解决安培力、磁场和电流三者之间方向关系的方法，因此使用左手定则时首先判定哪两个量的方向是已知的，然后用左手定则确定另一量的方向。 3.安培力的大小 1.当长为L 的直导线，垂直于磁场B 放置，通过的电流为I 时，此时通电导线受到的安培力最大且F =BIL 。 2.当磁感应强度B 的方向与通电导线平行时，导线受力为零。 3.当磁感应强度B 的方向与通电导线方向成θ角时，如图2所示，可以将 磁感应强度B 沿导线方向和垂直导线方向正交分解，垂直导线方向的分量θsin B B =⊥，沿导线方向的分量θcos //B B =，而沿导线方向的分量B ∥ 对电流是没有作用的，所以导线所受的安培力F ＝ILB ⊥＝ILB sin θ，即 θsin ILB F =。 注意：（1）B 对放入的通电导线来说是外磁场的感应强度。 （2）导线L 所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式θsin ILB F =仅适用于很短的通电导线（我们可以把这样的直线电流称为电流元） 本知识点中易错题 例 ：如图3所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上 方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直。给导线通以垂直纸面向里的 电流，用F N 表示磁铁对桌面的压力，用f 表示桌面对磁铁的摩擦力， 导线通电后与通电前相比较（ ） A ．F N 减小，f =0 B ．F N 减小，f ≠0 C ．F N 增大，f =0 D ．F N 增大，f ≠0 解析：由于直接对磁铁进行受力分析较为复杂，可以选取导线作为研究对象，先分析直线电流受到条形磁铁的作用力。 再根据牛顿第三定律判断电流对磁铁的作 图1 图2 图4 图3
磁场对通电导线的作用
第二章三、磁场对通电导线的作用 安培力 既然通电导线能产生磁场，它本身也相当于一个磁体，那么通电导线在磁场中是否也受到力的作用呢？我们通过实验来研究。 演示 观察安培力 如图2.3-1所示，把一段直导线放到磁场中，当导线中有电流通过时，可以看到原来静止的导线会发生运动。 图2.3-1 磁场对通电导线有力的作用 通电导体在磁场中受到的力称为安培力（Ampere force）。由于法国科学家安培最早研究了磁场对通电导线的作用，后人为纪念他而命名了这种力。 把一段通电直导线放在磁场里，当导线方向与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大；当导线方向与磁场方向一致时，导线不受安培力；当导线方向与磁场方向斜交时，所受安培力介于最大值和0之间。我们只研究导线所受安培力最大的情形。 演示 影响安培力大小的因素 如图2.3-2，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的。将一根直导线悬挂在磁铁的两极间，有电流通过时悬线将摆动一个角度，通过这个角度可以比较安培力的大小。
分别接通“2、3”和“1、4”可以改变导线通电部分的长度，电流的强弱由外部电路控制。 先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。观察这两个因素对安培力的影响。 通过对大量实验事实的分析我们认识到，通电导线在磁场中受到的安培力的大小，既跟导线的长度L 成正比，又跟导线中的电流I 成正比，用公式表示就是 F ＝BIL 式中B 是比例系数。 磁感应强度 对于不同的磁场，上面的比例关系都成立，但在强弱不同的磁场中，比例系数B 是不一样的。B 反映了磁场的强弱，叫做磁感应强度（magnetic induction ），即 B ＝F IL 磁感应强度B 的单位由F 、I 和L 的单位决定。在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉（tesla ），简称特，符号是T ： 1 T ＝1 N A·m 电场强度E 用来描述电场的强弱，磁感应强度B 在磁场中的作用与此类似，只是由于历史的原因，它不叫“磁场强度”。 地面附近地磁场的磁感应强度只有0.3×10-4～0.7×10-4 T ，是很弱的磁场。永磁铁磁极附远的磁感应强度为10-3～1 T 。在电机和变压器的铁芯中，磁感应强度可达0.8～1.4 T 。人体心脏工作时产生的磁场约为10-10 T ，而人脑神经活动产生的磁场更微弱。 磁感应强度是个矢量，它不仅有大小，还有方向。小磁针的N 极在磁场中某点受力的方向，就是这点磁感应强度的方向。过去所说的“磁场的方向”实际上就是磁感应强度的方向。 图2.3-2 研究影响安培力大小的因素
通电导体在磁场中运动
知识点一：磁场对通电导线的作用力安培力的方要点诠释： 1．安培力 通电导线在磁场中受到的力称为安培力。 2．安培力的方向——左手定则 （1）左手定则 伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把手放入磁场，让磁感线穿过手心，让伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指方向即为安培力方向。 （2）安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系： ①，，即安培力垂直于电流和磁感线所在的平面，但B与I不一定垂直。 ②判断通电导线在磁场中所受安培力时，注意一定要用左手，并注意各方向间的关系。 ③若已知B、I方向，则方向确定；但若已知B（或I）和方向，则I（或B）方向不确定。 3．电流间的作用规律 同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。 知识点二：磁场对通电导线的作用力安培力的大小 要点诠释： 1．安培力大小的公式表述 （1）通电导线与磁场方向垂直时，它受力的大小与I和L的乘积成正比。 公式：。 说明： ①B为比例系数，与导线的长度和电流的大小都无关。 ②不同的磁场中，B的值是不同的。 ③B应为与电流垂直的值，即式子成立条件为：B与I垂直。
（2）当B与I成角时，，是B与I的夹角。 推导过程：如图所示，将B分解为垂直电流的和沿电流方向的 ，B对I的作用可用B1、B2对电流的作用等效替代， 。 2．几点说明 （1）通电导线与磁场方向垂直时，F=BIL最大；平行时最小，F=0。 （2）B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度。 （3）导线L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（我们可以把这样的直线电流称为直线电流元）。 （4）式中的L为导线垂直磁场方向的有效长度。如图所示，半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置，当导线中通以电流I时，导线的等效长度为2 r，故安培力F=2BIr。 知识点三：磁场对通电线圈的作用——电动机 要点诠释： 如图所示，把一个通电的矩形线圈ABCD放入磁场中，线圈ABCD可看作四段直导线。当线圈平面和磁感应线平行时，BC边和DA边与磁感应线平行，不受磁场力的作用，而AB边和CD边中电流方向相反，两边受到磁场力的方向相反，且不在同一条直线上，在这两个力的作用下，沿OO′向里看，线圈沿OO′轴做顺时针方向转动。当线圈转到垂直磁感应线的位置时(通常称平衡位置)，整个线圈受到一对平衡力的作用，最后停止转动。
通电导体在磁场中受力的原理
通电导体在磁场中受力的原理 根据洛伦兹力的定义，当一个电流通过一个导体时，它会与磁场相互作用，产生一个力的作用。这个力的方向垂直于电流和磁场的方向，并遵循右手螺旋定则，即当我们用右手抓住导线，并让拇指指向电流方向，其他四指所指的方向就是洛伦兹力的方向。 洛伦兹力的大小可以通过洛伦兹力公式来计算。公式为 F = BILsinθ，其中F是洛伦兹力的大小，B是磁场的磁感应强度，I是电流的大小，L是电流所在的导线的长度，θ是电流方向与磁场方向之间的夹角。 从洛伦兹力的公式可以看出，当电流方向与磁场方向相互垂直时，洛伦兹力达到最大值。而当电流方向与磁场方向平行时，洛伦兹力为零。在其他情况下，洛伦兹力的大小介于这两个极端之间。 洛伦兹力的原理可以通过以下解释。当电流通过一个导体时，由于电子的载流子在导体中移动，它们在磁场中会遭受到一个力的作用。这个力会使电子偏离原本的直线运动轨迹，并导致它们在导体内部发生碰撞。这些碰撞会产生电阻，从而导致导体内部出现一个电场。这个电场与磁场相互作用，最终导致导体产生一个力的作用。 洛伦兹力的原理也可以通过磁感线的概念来解释。磁感线是用来描述磁场的一种方法，它表示了磁场的方向和强度。当电流通过一个导体时，磁感线会围绕导体形成一个闭合的环路。在这个闭合环路上，磁感线的密度是不均匀的。因此，导体上的每一段都会受到不同大小的磁力作用，从而使导体发生一个力的作用。
洛伦兹力的应用十分广泛。在发电机中，通过导体的电流与磁场相互作用，产生一个力的作用，驱动导体旋转从而产生电能。在电动机中，通过给定的电流与磁场相互作用，产生一个力的作用，从而将电能转化为机械能。此外，洛伦兹力还应用于磁悬浮列车、电磁炮等领域。 总之，通电导体在磁场中受力的原理是由洛伦兹力所产生的。洛伦兹力的大小取决于电流的大小、磁场的磁感应强度以及电流方向与磁场方向之间的夹角。洛伦兹力的原理可以通过电子在磁场中受力的过程和磁感线的分布来解释。洛伦兹力的应用广泛，包括发电机、电动机、磁悬浮列车等。
通电导线在磁场中受力的原理
通电导线在磁场中受力的原理 首先，了解电流概念是理解通电导线受力原理的基础。电流是指电荷 在单位时间内通过导线的数量，电流的单位是安培（A）。在通电导线中，电子在电场力的驱动下从正极流向负极，形成了电流。 然而，磁场力对整个导线产生的力是由许多个电子受到的力的叠加而 来的。如果导线形状是直线的，则所有电子受到的洛伦兹力都会朝着同一 个方向，导致整个导线受到一个整体的力，也就是我们所说的“磁场力”。这个力的方向也可以通过右手定则来确定。 通电导线受到这个磁场力的大小取决于电流的大小以及导线和磁场之 间的夹角。根据洛伦兹力的公式，F = qvBsinθ，其中F是力的大小，q 是电子的电荷，v是电子的速度，B是磁场的强度，θ是电子速度和磁场 方向之间的夹角。 从这个公式可以看出，如果电子速度和磁场方向平行（θ=0），那么 洛伦兹力为零，导线将不会受到力的作用。如果电子速度和磁场方向垂直（θ=90°），那么洛伦兹力将达到最大值，导线将受到最大的力。如果 电子速度和磁场方向夹角为其他角度，则洛伦兹力的大小将在0和最大值 之间变化。 通过控制电流的大小和方向，我们可以改变导线受到的力的大小和方向。例如，改变电流的方向会导致洛伦兹力的方向相应改变。这就是为什 么通电导线可以在磁场中受到不同方向的力的作用。 总结一下，通电导线在磁场中受力的原理是由洛伦兹力所引起的。当 电流通过导线时，导体内的电子会受到磁场力的作用，从而导致整个导线 受到力的作用。力的方向和大小取决于电流的方向、磁场的方向以及电子
速度与磁场之间的夹角。通电导线在磁场中的受力效应是电磁感应的基础，也是许多电子器件的工作原理的基础。
初三物理电与磁试题答案及解析
初三物理电与磁试题答案及解析 1.如图所示是小华同学用微型电扇研究“电磁转换”的实验： （1）小华将微型电扇的插头接入家庭电路，电扇旋转，此工作过程中，电扇将电能主要转化 为能。 （2）小华在微型电扇的插头处接一只发光二极管，用手旋转叶片，发现二极管发光，如图乙所示。此时微型电扇如同一台（选填“电动机”或“发电机”），其工作原理是。 【答案】机械发电机电磁感应 【解析】电动机和发电机的构造是似，都是由定子和转子组成，即线圈和磁体。当组线圈通电时，磁场会对通电线圈有力的作用，可用于电动机，工作时把电能转化为机械能。让线圈在磁场中转 动时，线圈在磁场中会做切割磁感线运动，在线圈中就会产生应用电流，即电磁感应，可用于发 电机，工作时把机械能转化为电能。 【考点】电磁转换 2.下列现象，说法正确的是（） A．发电机是利用电磁感应现象制成的 B．只要导体在磁场中运动，就会产生感应电流 C．奥斯特发现了电磁感应现象 D．法拉第发现电流周围存在磁场 【答案】 A 【解析】发电机是利用电磁感应现象制成的，只有闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线 运动时才会产生感应电流，奥斯特发现了通电导线周围存在磁场，法拉第发现电磁感应现象。故 选项A正确。 【考点】电与磁 3.下列关于电磁现象，下列说法中正确的是 A．发电机是根据电磁感应现象制成的B．电磁铁是根据电流的热效应制成的 C．电动机能够把电能转化为机械能D．导体在磁场中运动就会产生感应电流 【答案】AC 【解析】A、发电机是利用电磁感应现象制成的，是磁生电的现象，把机械能转化为电能，正确； B、电磁铁是根据电流的磁效应制成的，不正确； C、电动机是利用磁场对电流的作用力制成的，把电能转化为机械能，正确； D、产生感应电流的条件：导体是闭合电路的一部分；只说导体做切割磁感线运动，说法不正确；故选AC． 【考点】磁感线及其特点；产生感应电流的条件；发电机的原理 点评：本题主要考查了电磁知识，属于基础知识考查，也是学生易错的内容。 4.下列关于电磁现象的说法，不正确的是 A．通电导体在磁场中受力的方向只与电流方向有关。 B．光纤不导电，不会产生电磁感应现象，所以光纤通讯不会受外界电磁场的干扰。 C．闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，导体就一定会产生感应电流。 D．电磁铁的磁性强弱只与线圈中的电流大小有关。
通电导体在磁场受力
通电导体在磁场受力
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通电导体在磁场中受力 阳平一中王彦奎 一、地位作用 通电导体在磁场中受力运动是电磁学中的一个重要现象和规律，它能让学生认识到电与磁之间的联系，有助于树立辩证唯物主义的世界观。 通过导体的运动体现导体受力是一种转换的研究方法。通电导体在磁场中受力运动现象十分生动明显，能引起学生的兴趣和关注，加强对这一物理规律的感性认识，产生深刻的印象，达到良好的辅助教学效果。 二、实验不足 原实验是通电导体棒在轨道上运动，这样设计我认为主要有以下两点不足：第一、作为演示实验，直观性不是很强。导体棒的运动学生不容易看清楚。第二I、实验操作难度大，不容易成功。导体棒与轨道容易接触不良，导致不通电。轨道稍有不水平，由于产生的电磁力小，只能向一个方向滚动，不能进行完整的实验探究。 三、实验改进 把导体棒换成方形线圈，用支架吊起。 四、实验器材 电源、开关、U形磁铁、方形线圈、支架、导线若干。 五、实验原理 磁场对通电导线有力的作用，磁场力的方向与磁场的方向和电流
的方向有关。 实验装置 六、实验过程 1、闭合开关，方形线圈运动，记录磁极、电流和线圈的运动方向。 2、改变电源正负极，观察线圈运动方向并记录。 3、改变磁极方向，观察线圈的运动方向并记录。 4、从记录中得结论。
七、实验效果 这样操作方便，产生的电磁力大，阻力小，实验现象明显，整个 教室的学生都能看清楚。很轻松就能完成整个探究过程。 八、自我评价 这个实验是我多次讲这一课总结出来的，因为我用原实验器材不 成功的次数很多，因此就想到了用方形线圈替换，发现很方便，于是就推荐给了我们备课组。
第1节 磁场对通电导线的作用力
第1节磁场对通电导线的作用力学习目标要求核心素养和关键能力 1.通过实验探究安培力的方向与电流的方向、磁感应强度的方向之间的关系。 2.掌握安培力的公式F＝IlB sin θ，并会进行有关计算。 3.了解磁电式电流表的构造及其工作原理。1.科学思维 掌握安培力作用下导体运动问题的分析方法，运用矢量合成思维对磁感应强度和安培力进行合成。 2.科学探究 通过实验探究得到安培力的方向。 3.关键能力 科学探究能力和空间思维能力。 一、安培力的方向 1．安培力 通电导线在磁场中受的力。 2．影响因素 (1)磁场方向。 (2)电流方向。 (3)安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：安培力F垂直于导线与磁感应强度决定的平面。 3．左手定则
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；让磁感线从掌心垂直进入，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方向。 【判一判】 (1)通电导线在磁场中一定会受到安培力的作用。(×) (2)判断电流的磁场方向用安培定则(右手螺旋定则)，确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则。(√) (3)通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度B的方向和电流I的方向三者必须保持相互垂直。(×) 二、安培力的大小 1．通电导线的方向跟磁场的方向垂直时，安培力最大，F＝IlB。 2．通电导线的方向跟磁场的方向平行时，安培力最小，F＝0。 3．通电导线的方向跟磁场的方向夹角为θ时，把磁感应强度B分解为与导线垂 直的分量B ⊥和与导线平行的分量B ∥ ，如图所示。则B ⊥ ＝B sin θ，B ∥ ＝B cos θ。 导线所受的安培力是B ⊥ 产生的，F＝IlB sin__θ。 【判一判】 (1)若匀强磁场中磁感应强度为B＝1 T，导线中的电流I＝1 A，导线长度l＝1 m，
通电导体在磁场中受力的原理
通电导体在磁场中受力的原理 磁力是一种由磁源产生的现象，也称为磁场，在磁场中，电流运行的线路产生磁场，而通电导体则会受到这种磁场的影响，通过受到磁场施加的力发生运动。因此，通电导体在磁场中受力的原理，即为电流在磁场中所产生的磁力效应。 磁学研究表明，当电流穿过磁场时，会受到磁场的影响而产生力。这种力就是电磁力，也称为磁力，它是一种由电流的有序移动所产生的现象。其特征是一种磁场，由电流线环绕而成，这种按磁环排列的磁力可以产生感应电动势和磁通力。其中，感应电动势的影响范围宽广，而磁通力，则只作用于距磁源比较近的通电导体线路上。 由于磁力和电力之间有着密切的关系，所以每当通过磁场中的电流线时，就会产生相应的磁力，而这种磁力正是使通电导体在磁场中受力的本源。可以这样来理解，如果把通电导体放入磁场中，就会受到磁力的作用，从而产生感应电动势，使得通电导体在磁场中受力。 磁力是由电流运行而产生的，当通电导体移动到磁场中时，它会受到磁力影响，从而产生相应的力，使得通电导体在磁场中产生运动。这种运动可以分为静态运动和动态运动两种类型。 磁场中静态运动是指在磁场中，通电导体受到磁力影响而发生偏转，但其本身不进行运动的情况，即受到磁力施加的力发生一种偏位，但导体的位置对其磁场的值没有改变的状态。而动态运动则是指在磁场中，通电导体被磁力影响致使发生运动的情况，即被磁力施加的力发生一种实质性的偏移，使通电导体的位置发生变化，以及对磁场的
值也发生变化的状态。 此外，通电导体在磁场中受力还受磁场强度的影响。在磁场强度越大的地方，对通电导体受力的影响也就越大，反之，磁场强度越小，对通电导体影响越小。 综上所述，由于电流穿过磁场时，会受到磁场的影响，而形成磁力，通电导体在磁场中受力的原理，即为由磁力施加的力使通电导体引起静态和动态运动，还受到磁场强度的影响。这就是通电导体在磁场中受力的原理。
高中物理：安培力在电磁炮中的应用
电磁炮就是利用通电导体在磁场中受到安培力作用，安培力推动导体加速运动，最终把导体以一定的速度发射出去的装置，是电磁感应、电路、力学等方面的综合题。分析思路除了电磁规律外还要综合应用力学解题思路，如：牛顿运动定律和运动学公式组成的动力学规律、功能观点及动量观点等。 例1、电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图11-2-13所示，1982年澳大利亚国立大学制成了能把2.2g 的炮体(包括金属杆MN的质量)加速到10km／s的电磁炮，若轨道宽为2m，长为100m，通过的电流为10A，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度B为多少?(不计摩擦) 解析：电磁炮作匀加速直线运动，根据，电磁 炮的加速度为，使之加速的力就是安培力，所以安培力 ，磁感应强度 ． 例2、如图所示是导轨式电磁炮实验装置示意图，两根平行长直金属导轨沿水平方向固定。其间安放金属滑块（即实验用弹丸），滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触．电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一根导轨流回电源，滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射，在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常数 k=2.5×10-6T／A。已知两导轨内侧间距L=1.5cm，滑块
的质量m=30g，滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km／s（此过程视为匀加速运动）。 （1）求发射过程中电源提供的电流； （2）若电源输出的能量有4%转化为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？ 解析：（1）由匀加速运动公式得 9×105m／s2。由安培力公式和牛顿第二定律得 F=IBL=kI2L，又，因此。 （2）滑块获得的动能是电源输出能量的4%，即 ，发射过程中电源供电时间为 ，所需电源输出功率为，由功率解得输出电压。
磁场对通电导线的作用力
第4节磁场对通电导线的作用力 要点一磁场对电流作用探秘 1．磁场对电流作用的研究方法 不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁场来实现的，因此必需要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后结合左手定那么准确判断导线的受力情况和将要发生的运动，在实际操作过程中．往往采用以下几种方法： (1)电流元法 把整段导线分为多段直电流元，先用左手定那么判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线的运动方向． (2)等效法 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立． 2．判断安培力的方向应注意的问题 在解决有关磁场对电流的作用问题时，能否正确判断安培力的方向是解决问题的关键，在断定安培力的方向时要注意以下两点： (1)安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面． (2)在详细判断安培力的方向时，由于受到静电力方向判断方法的影响，有时错误地认为安培力的方向沿着磁场方向．为防止这种错误，同学们应该把静电力和安培力进展比较，搞清力的方向与场的方向关系及区别． 详细问题如下表： 静电力安培力 研究对象点电荷电流元 受力特点正电荷受力方向与电场方向一样，负电 荷相反 安培力方向与磁场方向和电流方向都 垂直 判断方法结合电场线方向和电荷正、负判断用左手定那么判断 一、安培力方向的判断 【例1】如图3－4－6所示，用两根一样的细绳程度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，可能到达要求的方法是() 图3－4－6 A．加程度向右的磁场B．加程度向左的磁场 C．加垂直纸面向里的磁场D．加垂直纸面向外的磁场 二、安培力的大小 【例2】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() A．0.4 N B．0.2 N C．0.1 N D．0 1.在图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的选项是() 2．关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，以下说法中正确的选项是() A．通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用
8电磁相互作用及应用资料
电磁相互作用及应用 一、电磁铁知识点： 1、定义：当在通电螺线管内部插入铁芯后，铁芯被通电螺线管的磁场磁化，磁化后的铁芯 也变成了一个磁体，这样由于两个磁场互相叠加，从而使螺线管的磁性大大增强，就构成电磁铁； 2、电磁铁的优点： (1)电磁铁磁性的有无可以用通、断电流控制 ⑵磁性的大小可以用电流的强弱或线圈的匝数来控制 (3)也可改变电阻控制电流大小来控制磁性大小 ⑷它的磁极可以由改变电流的方向来控制； 3、电磁铁的应用：电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车等。 二、电磁继电器知识点： 电磁继电器的工作原理：当线圈通电以后，铁心被磁化产生足够大的电磁力，吸动衔铁并带 动簧片，使动触点和静触点闭合或分开；当线圈断电后，电磁吸力消失，衔铁返回原来的位 置，动触点和静触点又恢复到原来闭合或分开的状态，应用时只要把需要控制的电路接到触 点上，就可利用继电器达到控制的目的。 三、电磁感应知识点： 1、定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象，产生的电流称为感应电流； 2、法拉第电磁感应实验揭示了“磁能生电”； 3、电磁感应是一个能量转换过程--机械能转化为电能的过程； 4、影响感应电流大小的因素：磁场强度、切割速度、切割角度。 1、简单磁现象 磁性：物体能够吸引铁、钴、镍等物质的性质。 磁极：磁体上磁性最强的部分。磁体有两个磁极，分别叫南极(S极)和北极(N极)。磁极间相互作用：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2、磁场 磁体周围存在磁场. 磁场的基本性质是对放入磁场中的磁体有力的作用。 磁场方向：磁场中某点的小磁针静止时北极的指向，规定为这一点的磁场方向。 磁感线：在磁场中画的一些有方向的曲线。在曲线上任何一点的切线方向，都跟放在这一点的小磁针北极指向一致。 磁体外部的磁感线，都是从磁体北极出来，回到磁体的南极. 3、电流的磁场 奥斯特实验表明电流周围存在磁场。 通电螺线管的磁感线跟条形磁铁的磁感线相似，它两端的磁极性质跟电流方向有关，可以