高中物理选修3-1复习,磁感应强度、通电导线和磁场中受到的力
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一、安培力的方向
安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。
左手定则:伸开左手,使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,使四指指向电流的方向,这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
二、安培力方向的判断
1.安培力的方向总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面,在判断安培力方向时首先确定磁场和电流所确定的平面,从而判断出安培力的方向在哪一条直线上,然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向。
2.已知I、B的方向,可唯一确定F的方向;已知F、B的方向,且导线的位置确定时,可唯一确定I的方向;已知F、I的方向时,磁感应强度B的方向不能唯一确定。
3.由于B、I、F的方向关系在三维立体空间中,所以解决该类问题时,应具有较好的空间想像力.如果是在立体图中,还要善于把立体图转换成平面图。
三、安培力的大小
实验表明:把一段通电直导线放在磁场里,当导线方向与磁场方向垂直时,导线所受到的安培力最大;当导线方向与磁场方向一致时,导线所受到的安培力等于零;当导线方向与磁场方向斜交时,所受到的安培力介于最大值和零之间。
四、磁感应强度
定义:当通电导线与磁场方向垂直时,通电导线所受的安培力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强度。
对磁感应强度的理解
1、公式B=F/IL是磁感应强度的定义式,是用比值定义的,磁感应强度B的大小只决定于磁场本身的性质,与F、I、L均无关。
2、定义式B=FIL成立的条件是:通电导线必须垂直于磁场方向放置。因为磁场中某点通电导线受力的大小,除了与磁场强弱有关外,还与导线的方向有关。导线放入磁场中的方向不同,所受磁场力也不相同.通电导线受力为零的地方,磁感应强度B的大小不一定为零,这可能是电流方向与B的方向在一条直线上的原因造成的。
3、磁感应强度的定义式也适用于非匀强磁场,这时L应很短,IL称作“电流元”,相当于静电场中的试探电荷。
4、通电导线受力的方向不是磁场磁感应强度的方向。
5、磁感应强度与电场强度的区别:磁感应强度B是描述磁场的性质的物理量,电场强度E是描述电场的性质的物理量,它们都是矢量,现把它们的区别列表如下:
五、匀强磁场:如果磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫做匀强磁场.在匀强磁场中,在通电直导线与磁场方向垂直的情况下,导线所受的安培力F= BIL。
(一)公式F=BIL中L指的是“有效长度”.当B与I垂直时,F最大,F=BIL;当B与I平行时,F=0。
(二)弯曲导线的有效长度L,等于连接两端点直线的长度,如下图相应的电流沿L由始端流向末端。