磁场对直导体的作用力

如图4-31所示，把一根直导体AB放入磁场中，当该导体中没有电流时，导体是不会运动的；当该导体通以A到B方向的电流I时，导体就会受到一种力而向右运动。磁场对载流导体的作用力称为电磁力，也称安培力。

图4-31 磁场对载流直导体的作用力

实验证明，在匀强磁场中，当通电直导体与磁场方向垂直时，电磁力F的大小与导体中的电流I、导体在磁场中的有效长度L及磁场的磁感应强度B成正比，即

F=BIL （4-8）

式中 B——匀强磁场的磁感应强度，单位为T；

I——通电直导体中的电流，单位为A；

L——通电直导体在磁场中的有效长度，单位为m；

F——通电直导体受到的电磁力，单位为N。

如果通电直导体L与磁感应强度B的方向成α夹角，则式（4-8）应写为

F=BILsinα （4-9）

电磁力F的方向则是由I和B的方向来决定的，可用左手定则来判断，如图4-32所示。具体方法是：左手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极，四指指向电流所指方向，则大拇指所指的方向就是通电直导体在磁场中受到的电磁力F的方向。

图4-32 左手定则

【例4-5】如图4-33所示，通电直导线有效长度为L=20cm，通电电流为I=5A，把它分别与磁感线垂直、平行和长30°角方向放入磁感应强度为B=0.8T的匀强磁场中，求该直导线所受电磁力的大小。

解：图4-33a所示通电导线上的电流与磁场方向垂直，其所受电磁力的大小为(www.xing528.com)

F=BILsinα=0.8×5×0.2sin90°N=0.8N

图4-33b所示通电导线上的电流与磁场方向平行，其所受电磁力的大小为

F=BILsinα=0.8×5×0.2sin0°N=0

图4-33c所示通电导线上的电流与磁场方向成30°，其所受电磁力的大小为

F=BILsinα=0.8×5×0.2sin30°N=0.4N

图4-33 例4-5图

实训与思考10

◆按图4-34所示连接好电路，合上开关，你观察到了什么？____

◆改变滑动变阻器的阻值，记下前后两次电流变化的数值，观察矩形线圈偏转的角度大小，定性分析电磁力的计算公式。

◆改变磁极方向，验证左手定则。

◆改变电流方向，验证左手定则。

◆你的结论是____。

图4-34 磁场对载流直导体的作用实验