1、一、安培力作用下的导体的运动（1）等效法：）等效法：将通电圆环等效为将通电圆环等效为小磁针小磁针，将通电，将通电螺线管等效为螺线管等效为条形磁铁，条形磁铁，将较将较复杂复杂的磁体对电流的磁体对电流的作用力转化为的作用力转化为较简单较简单的磁极之间的作用力。的磁极之间的作用力。（2）电流元法：）电流元法：将环形电流分成将环形电流分成无数个电流元无数个电流元，将将曲线电流曲线电流转化为转化为直线电流元直线电流元，先判断先判断对称电流对称电流元元所受所受F安安方向，再判断方向，再判断整段导线整段导线所受所受F安安方向。方向。导体在磁场中的运动取决于安培力时，安培力的方向判断是问题的关键导体在磁场中的
2、运动取决于安培力时，安培力的方向判断是问题的关键1、环形电流的处理方法：、环形电流的处理方法：NS2、较长直线电流在非匀强磁场中的处理方法：、较长直线电流在非匀强磁场中的处理方法：（1）电流元法：）电流元法：将环形电流分成将环形电流分成无数个电无数个电流元流元，将，将较长电流较长电流转化为转化为两个对称电流元两个对称电流元，先判断先判断对称电流元对称电流元所受所受F安安方向，再判断方向，再判断整整段导线段导线所受所受F安安方向。方向。（2）特殊位置法：）特殊位置法：将环形电流分成将环形电流分成无数个电无数个电流元流元，将，将较长电流较长电流转化为转化为两个对称电流元两个对称电流元，先判断先判断
3、对称电流元对称电流元所受所受F安安方向，再判断方向，再判断整段整段导线导线所受所受F安安方向。方向。3、直线电流对磁体作用力的处理方法：、直线电流对磁体作用力的处理方法：（1）转换研究对象法：）转换研究对象法：判断磁体受到电流施加的判断磁体受到电流施加的磁场力没有直接的判断方法磁场力没有直接的判断方法，先转化为先转化为判断判断电流电流受受到磁体施加的到磁体施加的安培力方向安培力方向，然后根据牛顿第三定律，然后根据牛顿第三定律确定磁体所受确定磁体所受磁场力方向。磁场力方向。4、直线电流之间和环形电流之间作用力的处理方法：、直线电流之间和环形电流之间作用力的处理方法：（1）结论法：）结论法：平行直
4、线电流，环形电流，平行直线电流，环形电流，同向相吸同向相吸，反向相斥反向相斥 不平行的直线电流和环形电流有不平行的直线电流和环形电流有转到平行转到平行且且电流同向的趋势电流同向的趋势【例【例1】如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁如图所示，把轻质导电线圈用绝缘细线悬挂在磁铁 N极附近，极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面，当线圈内通入如图方向的电流后，则线圈的电流后，则线圈()A向左运动，向外扩张向左运动，向外扩张 B向右运动向右运动，向内收缩，向内收缩C向左运动，向内收缩向左运动，向内收缩 D向右运动，向外扩张
5、向右运动，向外扩张A题型题型1等效法或电流元法：等效法或电流元法：NS【例【例2】如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I I时，导线的时，导线的运动情况是（从上往下看）（）运动情况是（从上往下看）（）A A顺时针方向转动，同时下降顺时针方向转动，同时下降B B顺时针方向转动，同时上升顺时针方向转动，同时上升C C逆时针方向转动，同时下降逆时针方向转动，同时下降D D逆时针方向转动，同时上升逆时针方向转动，同时上升C题型题型2
6、特殊位置法特殊位置法【例【例3】把一根柔软的螺旋弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好与杯里把一根柔软的螺旋弹簧竖直悬挂起来，使它的下端刚好与杯里的水银面相接触，并组成如图所示电路图，当开关的水银面相接触，并组成如图所示电路图，当开关S接通后，将看到的接通后，将看到的现象是（现象是（）A.弹簧向上收缩弹簧向上收缩B.弹簧上下跳动弹簧上下跳动C.弹簧被拉长弹簧被拉长D.弹簧仍静止不动弹簧仍静止不动B题型题型3结论法结论法【例【例4】如图所示，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固如图所示，条形磁铁平放于水平桌面上，在它的正中央上方固定一根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的定一
7、根直导线，导线与磁场垂直，现给导线中通以垂直于纸面向外的电流，则下列说法正确的电流，则下列说法正确的是（是（）A.磁铁对桌面的压力减小，不受摩擦力磁铁对桌面的压力减小，不受摩擦力B.磁铁对桌面的压力增大，受到向左的摩擦力磁铁对桌面的压力增大，受到向左的摩擦力C.磁铁对桌面的压力不变，不受摩擦力磁铁对桌面的压力不变，不受摩擦力D.以上说法都以上说法都不对不对A题型题型4 转化研究对象法转化研究对象法如果将导线移动到图示位置，桌面的压力、摩擦力如何如果将导线移动到图示位置，桌面的压力、摩擦力如何二、安培力作用下的平衡问题1.常见模型：导体棒所在闭合回路和磁场构成的常见模型：导体棒所在闭合回路和磁场
8、构成的空间受力模型空间受力模型。2.研究对象特点：导体棒既是研究对象特点：导体棒既是电学对象电学对象也是也是力学对象力学对象（1）电学对象）电学对象:导体棒是闭合回路的一部分，导体棒是闭合回路的一部分，满足闭合电路欧姆定律满足闭合电路欧姆定律（2）力学对象：受力平衡，）力学对象：受力平衡，满足牛顿第二定律满足牛顿第二定律F合合=ma，受力分析时需，受力分析时需 先将先将立体图转化为平面图立体图转化为平面图。【例【例1】质量为质量为m，长度为，长度为L的导体棒的导体棒MN静止于水平导轨上，通过静止于水平导轨上，通过MN的的电流为电流为I，匀强磁场的磁感应强度为，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导
9、轨平面成，方向与导轨平面成角斜向下，如角斜向下，如图所示，求棒图所示，求棒MN所受的支持力大小和摩擦力大小所受的支持力大小和摩擦力大小BM IG GN Nfsin;cosmgBILBILFN答案：F F安安【例【例2】如图所示，两平行光滑导轨相距如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为，与水平面夹角为37，金，金属棒属棒MN的质量为的质量为0.1kg，电源电动势为，电源电动势为6V，内阻为，内阻为1，电阻电阻R=0.2，MN处于静止状态，求处于静止状态，求（1）磁场竖直向上时的磁感应强度）磁场竖直向上时的磁感应强度B的大小的大小（2）磁场垂直导轨平面向上时的磁感应强度）磁场垂直导轨
10、平面向上时的磁感应强度B的大小的大小（3）磁场方向任意时，磁感应强度）磁场方向任意时，磁感应强度B应满足的条件？应满足的条件？答案：（答案：（1）0.75T（2）0.6T（3）B0.6T安培力作用下的平衡求值思路安培力作用下的平衡求值思路（1）作导体棒平面情景图；）作导体棒平面情景图；（2）确认电流确认电流I、B是否垂直，是否垂直，判断判断B、I所在平面；确认安培力方向所在平面；确认安培力方向；（3）一重二弹三摩擦；）一重二弹三摩擦；（4）列共点力平衡方程和辅助方程求相关量。）列共点力平衡方程和辅助方程求相关量。安培力和重力、弹力、摩擦力一样，也会涉及做功、冲量问题，可以用动安培力和重力、弹力
11、、摩擦力一样，也会涉及做功、冲量问题，可以用动量定理和动能定理等来分析。分析时应注意安培力所起作用。量定理和动能定理等来分析。分析时应注意安培力所起作用。1、安培力冲量、安培力冲量:I安安=F安安t=BILt=BqL（1）B为导体棒所在位置的磁感应强度为导体棒所在位置的磁感应强度（2）q是安培力作用时间内通过该导体棒的电荷量是安培力作用时间内通过该导体棒的电荷量（3）L为导体棒的有效长度。为导体棒的有效长度。2、安培力做功：、安培力做功：W=BILx（1）安培力做正功实现电能转化为其它形式能量安培力做正功实现电能转化为其它形式能量（2）恰好相反，安培力做负功实现其它形式能量转化为电能，下一章讲
12、解恰好相反，安培力做负功实现其它形式能量转化为电能，下一章讲解三、安培力作用下的动量和能量问题tBF安安xBF安安【例【例1】如图所示，长为如图所示，长为d、质量为、质量为m的细金属杆的细金属杆ab，用长为，用长为l的细线悬的细线悬挂后，恰好与水平光滑的平行金属导轨接触，平行金属导轨间距也为挂后，恰好与水平光滑的平行金属导轨接触，平行金属导轨间距也为d，导轨平面处于竖直向下的磁感应强度为，导轨平面处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中的匀强磁场中.闭合开关闭合开关S后，细金属杆后，细金属杆ab向右摆起，悬线的最大偏角为向右摆起，悬线的最大偏角为.重力加速度为重力加速度为g，则，则闭合开关的短
13、时间内求闭合开关的短时间内求（1）安培力对金属杆）安培力对金属杆ab所做功所做功（2）通过细金属杆）通过细金属杆ab的电荷量的电荷量)cos1(22)cos1(mg1glBLml）（）答案：（【变式训练【变式训练】如图所示，金属棒如图所示，金属棒ab的质量的质量m=5g，放在相距，放在相距L=1m、处于、处于同一水平面上的两根光滑的平行金属导轨最右端，导轨距地面的高度同一水平面上的两根光滑的平行金属导轨最右端，导轨距地面的高度h=0.8m，电容器电容，电容器电容C=400F，电源电动势，电源电动势E=16V，整个装置放在方向，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度竖直向上、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中的匀强磁场中.开关开关S先合向先合向1，稳定后再合，稳定后再合向向2，金属棒被抛出水平距离，金属棒被抛出水平距离x=6.4cm后落到地面上，空气阻力忽略不计，后落到地面上，空气阻力忽略不计，取取g=10m/s2.求金属棒求金属棒ab被抛出后电容器两端的电压被抛出后电容器两端的电压.答案：答案：12V谢谢谢谢 再见！再见！
