专题磁场对电流的作用

专题磁场对电流的作用金坛区第一中学张迪江苏卷五年1考

1.磁场磁感应强度磁感线磁通量1考纲考情

2.通电直导线和通电线圈周围磁场的方向|

3.安培力||

1.安培力及安培力作用下的平衡问题在2015年有考查，考查形式的选择题考情分析

2.复习中应关注针对磁场性质的单独考查关注安培力与平衡条件或牛顿第二定律的综合考查

1.会计算电流在磁场中受到的安培力导学目标

2.会用左手定则分析解决通电导体在磁场中的受力及平衡类问题［基础导引］下面的几个图显示了磁场对通电直导线的作用力，其中正确的是B®I B•••B•••I_»F••••••C D［知识梳理］

1.安培力的大小当磁感应强度B的方向与导线方向成9角时，F=,这是一般情况下的安培力的表达式，以下是两种特殊情况:1当磁场与电流时，安培力最大，Fm ax=BIL.2当磁场与电流时，安培力等于零.

2.安培力的方向1安培力在磁场中受到的力.2左手定则伸开左手，使拇指与其余四指,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.⑶两平行的通电直导线间的安培力同向电流互相__________，异向电流互相思考在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时、该点B值大小就一定为零吗课堂探究考点一安培力的方向及安培力作用下导体运动情况的判定考点解读

1.通电导体在磁场中的运动实质是在磁场对电流的安培力作用下导体的运动.

2.明确磁场的分布和正确运用左手定则进行判断是解题的关键.典例剖析例1如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面.当线圈内通以图中方向的电流后，线圈的运动情况是（）A,线圈向左运动B.线圈向右运动C.从上往下看顺时针转动D.从上往下看逆时针转动跟踪训练1如图所示，条形磁铁平放于水平桌面上在它的正中央上方偏右固定一根直导线，导线与磁铁垂直现给导线中通以垂直纸面向内的电流，磁铁保持静止，那么磁铁受到的支持力和摩擦力如何变化？0思维突破判定安培力作用下导体运动情况的常用方法把整段弯曲导线分为多段直线电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，电流元法然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动的方向.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，反等效法过来等效也成乂两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流结论法互相排斥；两不平行的直线电流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判断其所受安培力的方向，特殊位置法从而确定其运动方向定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所转换研究对象法受的安培力，然后由牛顿第三定律，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向考点二匀强磁场中通电导体受安培力的分析和计算考点解读

1.安培力大小的计算公式F=ILB是在磁感应强度B与电流I垂直情况下的结果；式中L是有效长度,对通电直导线，是导线在磁场中的那段长度；对弯曲导线，当导线所在平面与磁场方向垂直，且磁场为匀强磁场时，L等于弯曲导线两端点连接直线的长度，如图所示，相应的电流方向沿L由始端流向末端.例

2.如图，一段导线abed X位于磁感应强度大小为B的匀强磁场X中，且与B磁场方向（垂直于纸面向里）垂直.线段ab.be和cd的长度均为L,x且Zabc=Nbcd=

135.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线段abed所受到的磁场的作用力的合力（）A.方向沿纸面向上,大小为（、「+l）ILB B.方向沿纸面向上,大小为（V2-DILB大小C.方向沿纸面向下,为（V2+DILB大小为D.方向沿纸面向下,（镜-1）ILB跟踪训练

2.（2015•江苏高考）如图所示，用天平测量匀强磁场的度磁感应强下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等,将它们天平的右分别挂在臂下方线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状发生微小变化,态若磁场天平最容易失去平衡的是（）XXX XXXM N考占二安V

八、、*培力作用下通电导体的平衡问题考

1.处理安培力作用下通电导体的平衡问题,需弄清楚电流所在处的磁场分布情况.要做好受力点分解析读,搞清物体的受力情况，然后利用处理平衡问题的方法（二力平衡、三力平衡、正交分解）求解，在受力分析时，有时要把立体图转换成平面图，转换时要标明B的方向，以有利于确定安培力的方向.典例剖析例

3.如图所示，两平行金属导轨间的距离L=

0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角为0=37°,在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=

0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场，金属导轨的一端接有电动势E=

4.5V、内阻r=

0.50Q的直流电源.现把一个质量m=

0.040kg的导体ab放在金属导轨上，导轨棒静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R=

2.5Q,杆ab与导轨间的动摩擦因数为u=

0.5,假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，金属导体电阻不计,g取不m/s.已知sin37°=

0.60,cos37°=

0.80,求⑴导体棒受到的安培力大小；

（2）导体棒受到的摩擦力大小；⑶若在电路中串联一个可调电阻来调整回路中的电流，试求使杆ab静止不动的电流范围是多少？跟踪训练3如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m、长为L的金属棒ab悬挂在c、d两处，置于匀强磁场内.当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向角，处于平衡状态.

（1）若该装置处于竖直向上的匀强磁场中，求该磁场的磁感应强度B；

（2）为了使棒平衡在该位置上，求所需的磁场最小的磁感应强度的大小和方向h。