2012届高考一轮复习学案：8.2磁场对电流的作用.doc

第2 课时磁场对电流的作用基础知识归纳 1. 安培力: 磁场对电流的作用力(1) 安培力的大小 F= BIL sin θ(θ为B与I 的夹角). ①此公式适用于任何磁场,但只有匀强磁场才能直接相乘. ②L 应为有效长度,即曲线的两端点连线在垂直于磁场方向的投影长度,相应的电流方向沿 L( 有效长度) 由始端流向终端. 任何形状的闭合线圈,其有效长度为零,所以通电后,闭合线圈受到的安培力的矢量和为零.③当θ= 90° 时,即 B、I、L 两两相互垂直, F= BIL ; 当θ=0° 时,即 B与I 平行, F=0; 当B与I成θ角时, F= BIL sin θ. (2) 安培力的方向:用左手定则来判定( 左手定则见课本). 安培力(F) 的方向既与磁场(B) 方向垂直,又与电流 I 的方向垂直,安培力 F 垂直于 B与I 决定的平面,但 B与I 可不垂直. 2. 磁电式仪表的原理(1) 电流表的构造主要包括: 蹄形磁铁、圆柱形铁芯、线圈、螺旋弹簧和指针. 蹄形磁铁和铁芯之间的磁场是均匀的辐向分布的,如图所示. 无论通电导线处于什么位置,线圈平面均与磁感线平行. 给线圈通电, 线圈在安培力的力矩的作用下发生转动, 螺旋弹簧变形, 产生一个阻碍线圈转动的力矩, 当两者平衡时,线圈停止转动. 电流越大,线圈和指针的偏转角度也就越大,所以根据线圈偏转的角度就可以判断通过电流的大小. 线圈的电流方向改变时,安培力的方向也就随着改变,指针偏转的方向也就改变,所以根据指针的偏转方向,就可以判断被测电流的方向. (2) 磁电式仪表的优点是灵敏度高,可以测出很弱的电流;缺点是绕制线圈的导线很细,、判断通电导体( 或磁体) 在安培力作用下的运动的常用方法 1. 电流元受力分析法即把整段电流等效为很多直线电流元, 先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向,从而判断出整段电流所受合力的方向,最后确定运动方向. 2. 特殊位置分析法把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置( 如转过 90°) 后再判断所受安培力的方向,从而确定运动方向. 3. 等效分析法环形电流可以等效成条形磁铁, 条形磁铁也可以等效成环形电流, 通电螺线管可等效成很多的环形电流. 4. 推论分析法(1) 两直线电流相互平行时无转动趋势,方向相同时相互吸引,方向相反时相互排斥; (2) 两直线电流不平行时有转动到相互平行且方向相同的趋势. 5. 转换研究对象法: 因为电流之间, 电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律, 这样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受的安培力,然后由牛顿第三定律来确定磁体所受的电流作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向. 二、安培力与力学知识的综合运用 1. 通电导体在磁场、重力场中的平衡与加速运动问题的处理方法和纯力学问题一样, 无非是多了一个安培力. 2. 解决这类问题的关键(1) 受力分析时安培力的方向千万不可跟着感觉走,牢记安培力方向既跟磁感应强度方向垂直又和电流方向垂直. (2) 画出导体受力的平面图. 做好这两点,剩下的问题就是纯力学问题了. 典例精析 1. 通电导体在安培力作用下的运动【例 1】如图所示, 原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流, 当在其直径 AB 上靠近 B 点处放一根垂直于线圈平