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安培力：通电导线在磁场中受到的力 * * 第三章 打开电磁学的大门 3.1 磁场中的通电导线 东山二中 沈雄斌 高中物理选修1－1 从奥斯特发现电流磁效应，我们知道通电导线周围会产生磁场。它会使周围小磁针发生偏转。 如果把通电导线放入到磁场中，导线会有什么样的反应呢？ 一、安培力的方向 1、保持电流方向不变，改变磁场方向，安培力的方向怎样变化？ 2、保持磁场方向不变，改变电流方向，安培力的方向怎样变化？ 伸开左手，四指与拇指在同一平面内并相互垂直，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则拇指所指的方向就是安培力的方向。 I B F I B F I F B α α B B I F α B I 判定以下通电导线所受安培力的方向 如图所示，水平放置的金属棒用悬线吊在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当金属棒通以从左至右的电流时，关于悬线对棒的拉力判断正确的是( )。 A．悬线对棒的拉力等于金属棒所受的重力 B．悬线对棒的拉力大于金属棒所受的重力 C．悬线对棒的拉力小于金属棒所受的重力 D．以上答案都有可能 B 问题：通电导线在磁场中受到的作用力称安培力，那么这个力的大小又与哪些因素有关呢？ 动画演示 通电导线所受安培力的大小与磁感应强度、电流的大小以及磁场中垂直磁场方向导线的长度有关。 在匀强磁场中，当通电导线与磁场方向垂直时，安培力的大小等于磁感应强度、电流和导线的长度的乘积。 研究表明 二、安培力的大小： 公式变形 此式从安培力的角度给出了磁感应强度的定义。与电场度的定义相同，均用比值法。体现了磁场对放入其中的电流有力的作用，这种能力与电流的大小、导线的长度无关。 当电流方向与磁场方向平行时，安培力F＝0。 地球是一个大磁体，在赤道上的地磁场可以看成是一个匀强磁场，。如果赤道某处的磁感应强度为0.5╳10－4T，在赤道上有一根东西方向的直导线，长20m，载有流向从东往西的电流30A。地磁场对这根导线的作用力多大？方向如何？ 所受安培力 据左手定则，可以判断导线受到的安培力的方向垂直指向地面。 问题：通电导线周围能产生磁场，那么两条平行的通电直导线之间会不会通过磁场发生相互作用呢？ 实质：不是电荷间的相互作用，而是 实验结论： 安培画像 两平行通电直导线的相互作用演示 问题：通电导线在磁场受安培力作用，会朝一个方向运动，如果把导线弯成矩形线圈，放入磁场后又会发生什么现象呢？ 动画演示 通电线圈在磁场中由于两边受到安培力的方向不同，所以会发生转动。 磁电式电流计。第一台磁电式电流计是安培制作的。 问题：通电矩形线圈，放入磁场后又会发生转动，但不能持续朝一个方向连续不断的转。要如何使线圈连续不断的旋转下去？ 人们发现：当线圈转过与磁场方向垂直的位置后，如果改变电流方向就可以让线圈持续转动下去。而这种能够改变电流方向的装置就是换向器。 直流电动机原理动画演示 * *