第三章 磁场
第四节 通电导线在磁场中受到的力
人教版选修3-1
磁场对电流的作用力称为磁场力（安培力）
一.安培力的方向
左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的向。
例1 画出图中第三者的方向。
注:安培力F的方向总与导线电流I垂直,又与磁感应强度B垂直。即F垂直于B、I决定的平面。
课堂练习
例2 画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时:
F = ILB (B⊥L)
2.当电流与磁场方向夹θ角时:
F = ILBsinθ
(θ为B与L的夹角)
课堂练习
例3 如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)
答案 R=0.2Ω
三. 磁电式电表
说明
由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。
做一做
1、如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力的是（ ）
巩固练习
C
2 、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则( )
A.磁铁对桌面的压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B.磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
C.磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用
D.磁铁对桌面的压力增大，不受桌面的摩擦力作用
3 、如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L＝0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在导轨上，在导轨上横放一根质量为m＝0.2kg的金属棒ab，电源电动势E＝12V，内阻r＝0.3Ω，磁场方向垂直轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）
4、水平放置的两个平行金属轨道相距0.2m上面有一质量为0.04kg的均匀金属棒ab，电源电动势为6V，内阻为0.5Ω，滑动变阻器调到2.5Ω时，要在金属棒所在位置施加一个垂直与ab的匀强磁场，才能使金属棒ab对轨道的压力恰好为零，求匀强磁场的大小和方向．
　若保持磁感应强度B的大小不变，方向顺时针转37°，此时ab仍然静止，则轨道对ab的支持力和摩擦力为多大？
5、两条导线互相垂直，但相隔一小段距离， 其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所示电流后，cd导线将（　）
A.顺时针方向转动，同时靠近ab
B.逆时针方向转动，同时离开ab
C.顺时针方向转动，同时离开ab
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
a
b
c
d
D
四.通电导体在磁场中的平衡和加速运动问题
【例题1】如图所示，用细线悬挂在匀强磁场中一段通电导线，悬线与竖直方向成30°角，若该导线通过的电流为0.2A，导线长度为0.1m。导线质量为0.02kg。求：
（1）导线受到的安培力为多大？
（2）匀强磁场的磁感应强度
【例题2】如图所示，PQ 和 M N 为水平、平行放置的金属导轨，相距 1m，导体棒 ab 跨放在导轨上，棒的质量为 m = 0.2Kg，棒的中点用细绳经滑轮与物体相连，物体的质量 M = 0.3 Kg，棒与导轨的动摩擦因数μ= 0.5，匀强磁场的磁感应强度 B = 2T，方向竖直向下，为了使物体匀速上升 1m，问：
（1）应在棒中通入多
大的恒定电流？方向
如何？
（2）安培力是否做功？
如果做功，则做功多少？
四.通电导体在磁场中的平衡和加速运动问题