通电导线在磁场中受到的力

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安培力

通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力。

安培力的方向判断——左手定则

左手定则:伸出左手,使大拇指与四指垂直,让磁感线穿过掌心,四指指向电流方向,此时大拇指所指的方向即为导线所受安培力的方向。如下图所示

左手定则

由左手定则可以判断,同向电流导线之间存在吸引,异向电流导线之间存在排斥。

常见通电导体在磁场中所受安培力的方向——左手定则判断

安培力方向水平向左

安培力方向竖直向上

安培力方向斜向下

安培力方向斜向上

立体图(左)和侧面图(右),安培力方向沿斜面向上

立体图(左)和侧面图(右),安培力方向水平向右

安培力的大小

安培力大小计算公式:F=BIL

对公式F=BIL注意的几点

(1)此公式适用于匀强磁场。

(2)运用此公式,必须保证B⊥L,即磁感应强度与通电导体垂直。

(3)如果通电导体L不与B垂直,安培力的大小F=BILsinθ(θ为B与L之间的夹角)。

如果通电导体L与B不垂直,可以将B分解成垂直于导体B1的分量和与导体平行的B2的分量,B2分量与电流方向平行,不会产生安培力,只有B1才会产生安培力,F=B1IL=BILsinθ(θ为B与L之间的夹角)。


例题:

如下图所示,长度为L的通电导线静止在光滑的斜面上,斜面倾斜角为θ,斜面处于竖直向上的磁场中,导体中电流为I,求磁感应强度B的大小。

分析:对导体受力,导体受到三个力的作用——重力、斜面的支持力、安培力(水平向右),通过力的合成与分解可得:

BIL=mgtanθ

所以B=mgtanθ/IL


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