第2节磁场对电流的作用
【考纲知识梳理】
一、安培力的大小和方向
1、安培力的大小:
(1)在匀强磁场中,在通电直导线与磁场方向垂直的情况下,电流所受的安培力F安等于磁感应强度B、电流I和导线长度 L三者的乘积. F安=BIL 通电导线方向与磁场方向成θ角时,F安=BILsinθ
(2)当I⊥B时(θ=90°),Fmax=BIL;
(3)当I∥B时(θ= 0°),Fmin= 0 ;
2、安培力的方向
(1)左手定则:
伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,并且都跟手掌在一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流的方向,那么,大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向.
(2)安培力方向的特点:
总是垂直于B和I所决定的平面,即F安⊥B且F安⊥I(但B、L不一定垂直)。
①已知B和I的方向,可用左手定则唯一确定F安的方向;
②已知B 和F安的方向,当导线的位置确定时,可唯一确定I的方向;
③已知I和F安的方向,不能唯一确定B的方向;
二、磁电式电流表工作原理
由于这种磁场的方向总是沿着径向均匀地分布的,在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是相等的,这样不管线圈转到什么位置,线圈平面总是跟它所在位置的磁感线平行,I与指针偏角θ成正比,I 越大指针偏角越大,因而电流表可以量出电流I的大小,且刻度是均匀的,当线圈中的电流方向改变时,安培力的方向随着改变,指针偏转方向也随着改变,又可知道被测电流的方向。
【要点名师精解】
一、通电导体在安培力作用下运动的判断
(1)电流元法:即把整段电流等效为多段直线电流元,先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向,从而判断整段电流所受合力方向,最后确定运动方向.
(2)特殊位置法:把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向,从而确定运动方向.
(3)等效法:环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁,条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管,通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析.