通電導(dǎo)線在磁場中受力

1、3.4磁場對通電導(dǎo)線的作用力磁場對通電導(dǎo)線的作用力瑞金第一中學(xué) 陳榮華一、知識回顧一、知識回顧ILFB 如何描述磁場強弱？如何描述磁場強弱？(P84)(IB 安德烈瑪麗安培（Andr-Marie Ampre，1775-1836），法國物理學(xué)家、化學(xué)家、數(shù)學(xué)家。安培最主要的成就是18201827年對電磁作用的研究，他被麥克斯韋譽為“電學(xué)中的牛頓” 。在電磁作用方面的研究成就卓著。電流的國際單位安培即以其姓氏命名安培力方向安培力方向演示實驗演示實驗: :改變改變改變改變不變不變交換磁極位置交換磁極位置改變電流方向改變電流方向受力方向受力方向受力方向受力方向同時改變電流同時改變電流和磁場方向和磁場方

2、向受力方向受力方向通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力F F的方向，的方向，與電流與電流I I、磁感應(yīng)強度、磁感應(yīng)強度B B的方向都有關(guān)，的方向都有關(guān)，且且F F與與B B、I I都垂直都垂直. .關(guān)于英尺的來歷 正如如同英尺的英文單詞意義一樣，foot,簡稱 ft ，古英國時期因為沒有國際公認(rèn)的度量單位，所以人們往往使用自己的腳來測量實地的面積，久而久之，一種基于成年男子單腳的長度就被公認(rèn)為英國等國家人可得標(biāo)準(zhǔn)度量衡。德國人出了一招，讓最早從教堂出來的16個男子量出左腳的長度加在一起，再除以16，商就是一尺。 十三世紀(jì)初期，英國尺度紊亂，全國沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，為全國貿(mào)易（ tr

3、ade ）往來帶來了很多麻煩。僅尺度上帶來的民事糾紛就使英國皇室大為苦惱，他們先后召開了 10 余次大臣會議商討此事，商量來討論去始終確定不下來一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，曾在大憲章上簽字的約翰王便 憤怒地（ angrily ）在地上踩了一腳，然后指著凹陷下去的腳印對大臣們莊嚴(yán)宣布：“ There is a foot, let it be the measure from this day forward. （這個腳印讓它永遠作為丈量的標(biāo)準(zhǔn)吧?。?現(xiàn)在的大英博物館中還珍藏著用膨脹系數(shù)很小的合金制成的長方形框子、空心部分即為英王御足（ The Imperial Foot ）的標(biāo)準(zhǔn)長度。因為英王穿著鞋，所以

4、，一英尺大約是三十厘米，標(biāo)準(zhǔn)長度為：30.48厘米。F、B、I方向關(guān)系BIF示意圖安培力方向既與電流方向垂直又與安培力方向既與電流方向垂直又與磁場方向垂直，即垂直于電流和磁場所磁場方向垂直，即垂直于電流和磁場所在的平面在的平面左手定則：伸開左手伸開左手, ,使拇指與其使拇指與其余四個手指垂直余四個手指垂直, ,并且都與手掌在并且都與手掌在同一平面內(nèi)同一平面內(nèi); ;讓磁感應(yīng)線從掌心進讓磁感應(yīng)線從掌心進入入, ,并使四指指向電流的方向，這并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向磁場中所受安培力的方向遵循左手定則BIF示意圖再次提醒

5、：一定要使用左手！再次提醒：一定要使用左手！FIBFIBBIFB3 0FFIIBB二、安培力方向的判斷二、安培力方向的判斷問題：問題：如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會通如圖所示，兩條平行的通電直導(dǎo)線之間會通過磁場發(fā)生相互作用過磁場發(fā)生相互作用 請使用剛學(xué)過的知識解釋本實驗請使用剛學(xué)過的知識解釋本實驗結(jié)果。結(jié)果。同向電流相互吸引。同向電流相互吸引。反向電流相互排斥。反向電流相互排斥。結(jié)論結(jié)論: :FFF同向電流F反向電流（1 1） 在在勻強磁場勻強磁場中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向中，在通電直導(dǎo)線與磁場方向垂直垂直的情況下，導(dǎo)線所受安培力的情況下，導(dǎo)線所受安培力F F等于磁感應(yīng)強度等于磁感應(yīng)強度

6、B B、電流、電流I I和導(dǎo)線的長度和導(dǎo)線的長度L L三者的乘積。三者的乘積。問題問題: :如果既不平行也不垂直呢？如果既不平行也不垂直呢？即：即：（2 2）平行時：）平行時：三、安培力的大小三、安培力的大小BILF 0FIB B0o0F 90OFIBL把磁感應(yīng)強度把磁感應(yīng)強度B B分解為兩個分量：分解為兩個分量：一個分量與導(dǎo)線垂直一個分量與導(dǎo)線垂直 B B1 1=Bsin=Bsin另一分量與導(dǎo)線平行另一分量與導(dǎo)線平行 B B2 2=Bcos=Bcos平行于導(dǎo)線的分量平行于導(dǎo)線的分量B B2 2不對通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，不對通電導(dǎo)線產(chǎn)生作用力，通電導(dǎo)線所受作用力僅由通電導(dǎo)線所受作用力僅由B B1

7、 1決定決定即即F=ILBF=ILB1 1F=ILBsinF=ILBsinB B2 2B B1 1將將B B1 1=Bsin=Bsin代入得代入得通電直導(dǎo)線與磁場方向通電直導(dǎo)線與磁場方向不垂直不垂直的情況的情況三、安培力的大小三、安培力的大小公式：公式： F=ILBsinF=ILBsin表示磁場方向與電流方向間的夾角表示磁場方向與電流方向間的夾角 注：在中學(xué)階段，此公式僅適用于勻強磁場注：在中學(xué)階段，此公式僅適用于勻強磁場問題問題1:1:若若B B與與I I不垂直時，不垂直時，F(xiàn) F安安與與B B和和I I方向關(guān)系可以方向關(guān)系可以概括為哪句話？這時左手定則對磁感應(yīng)線有何要求？概括為哪句話？這時左手定則對磁感應(yīng)線有何要求？三、安培力的大小三、安培力的大小結(jié)論：結(jié)論：F F一定與一定與B B垂直，一定與垂直，一定與I I垂直。但垂直。但B B與與I I不一不一定垂直。定垂直。問題2：F、B、I一定兩兩垂直嗎？L LL LL LL L1 1、磁電式電流表的構(gòu)造、磁電式電流表的構(gòu)造：刻度盤、指針、蹄形磁：刻度盤、指針、