第五节 磁场对通电导线的作用力
知识点一 磁场对通电导线的作用及左手定则 精练版P17
1．磁场对通电导线的作用
(1)实验探究：磁场对通电导线的作用
提出问题：电流能产生磁场，磁场对磁体有力的作用，那么磁场对电流是否会有力的作用呢？
设计实验与制订计划：取两根光滑的金属杆，组成一个金属轨道，将它放入磁场中。再取一根直导线ab，放在金属轨道上，通电后观察现象。
实验器材：电源、开关、导线、金属轨道、直导线、蹄形磁铁、滑动变阻器。
实验过程：①将所需器材按如图所示的电路连接好；②开关断开，将直导线ab横放在金属轨道上，观察直导线是否运动；③闭合开关，观察直导线是否运动，运动方向如何；④保持磁场方向不变，改变电流的方向，观察直导线是否运动，运动方向如何；⑤保持电流方向不变，改变磁场的方向，观察直导线的运动情况；⑥同时改变电流方向和磁场方向，观察直导线的运动情况。
实验数据记录：
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电流方向
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无
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a→b
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b→a
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b→a
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a→b
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磁场方向
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上→下
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上→下
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上→下
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下→上
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下→上
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直导线ab
运动情况
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不动
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向左
移动
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向右
移动
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向左
移动
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向右
移动
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交流论证：通过上述实验我们发现直导线ab中无电流时，没有受到力的作用；有电流时，受到了力的作用，并且力的方向随着电流方向或磁场方向的改变而改变。
探究归纳：通电直导线在磁场中受到力的作用，力的方向跟导线中的电流方向和磁场方向有关，当电流方向或磁场方向与原来相反时，力的方向也与原来相反；当电流方向和磁场方向都与原来相反时，力的方向不变。
温馨提示：(1)实验时要注意控制变量法的使用，在研究力的方向与电流方向的关系时，应控制磁场方向不变；在研究力的方向与磁场方向的关系时，应控制电流方向不变。
(2)尽量选用轻质、光滑的直导线，减小导线与金属轨道间的摩擦，使实验现象更明显。
(2)正确理解磁场对通电导线的作用
①由前面的学习我们知道，磁铁周围有磁场，当一个磁铁跟另一个磁铁靠近时，它们之间发生力的作用，这种力的作用实际上是通过磁场发生的。通电导线周围也存在着磁场，所以磁场对通电导线的作用力，也是通过磁场发生的。
②磁场对通电导线的作用是“力”而不是“运动”，也就是说，通电导线在磁场中会受到磁场力作用，但不一定会运动。
③通电导线在磁场中因受力而运动时，消耗了电能，转化成了机械能。
(3)改变通电导线在磁场中受力大小的方法：①利用滑动变阻器改变电路中的电流大小；②换用磁性较强的磁铁增强磁场。
例1 如图所示，用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒AB水平处于磁场中。当棒中通以由A向B的电流时，金属棒静止，橡皮筋刚好处于松弛状态(导线对金属棒的作用力忽略不计)，此时金属棒受到的磁场力方向为________。若要使橡皮筋处于拉伸状态，在没有人为对棒施力的条件下，请提出一项可行的措施：___________________________________________________________________。
解析：橡皮筋刚好松弛时，金属棒静止，受力平衡，即受到的磁场力方向与重力方向相反，受到重力的方向竖直向下，所以受到磁场力的方向竖直向上；要使橡皮筋处于拉伸状态，则需要竖直向上的磁场力减小或反向，使磁场力减小的方法有减小电流或减弱磁场，使磁场力反向的方法有使电流方向反向或磁场方向反向。
答案：竖直向上 使电流反向(或使磁场反向、减小电流、减弱磁场等)
