安培力ppt
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安培力和洛伦兹力 课件
S
N
D、逆时针转动，同时向上运动
5、转换研究对象法：对于定性分析磁体在电流磁场作 用下如何运动的问题，可先分析电流在磁体磁场中所 受的安培力，然后由牛顿第三定律确定磁体所受电流 磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。
例：如图所示，条形磁铁平放于水平桌面 上。在它的正中央上方偏右固定一根直导 线，导线与磁铁垂直。现给导线中通以垂 直纸面向内的电流，磁铁保持静止，那么 磁铁受到的支持力和摩擦力如何变化？
3、洛伦兹力的方向
⑴判定方法：应用左手定则，注意四指应指向正电荷 运动的方向或负电荷运动的反方向． ⑵方向特点：F⊥B，F⊥v.即F垂直于B和v决定的平 面．(注意B和v可以有任意夹角)
特别提醒： ⑴洛伦兹力的方向总是与粒子速度方向垂直．所以洛 伦兹力始终不做功． ⑵安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形式 不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对 通电导线可做正功，可做负功，也可不做功．
【例与练】如图所示，带负电的粒子垂直磁场方向进 入圆形匀强磁场区域，出磁场时速度偏离原方向 60°角， 已知带电粒子质量 m＝3×10-20Kg， 电量 q＝10-13C，速度 v0＝105 m/s，磁场 区域的半径 R＝3×10-1m，不计重力， 求磁场的磁感应强度。
【例与练】如图所示，在一个圆形域内，两个方向相
同
D.在磁场中运动时间越长的粒子，
其轨迹所对的圆心角一定越大
【例与练】如图所示，一匀强磁场垂直穿过平面直角
坐标系的第 I 象限，磁感应强度为 B.一质量为 m、带
电量为 q 的粒子以速度 v 从 O 点沿着与 y 轴夹角为
30°方向进入磁场，运动到 A 点时速度方向与 x 轴的
正方向相同，不计粒子重力，则（
1-1安培力及其应用课件(30张PPT)
I1
I1
I2
×
F×
12
×
×
×
×
×
×
×
×
· ·
· ·
F
· · 21
· ·
· ·
同向电流
I2
同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。
I1
I1
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
F12
F21
I2
I2
反向电流
例 如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，
a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受
C.在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场
D.在线圈转动的范围内，线圈所受安培力与电流有关，而与所处位置无关
谢 谢！
圆柱间的磁场都沿半径方向，保持线圈转动时，
安培力的大小不受磁场影响，线圈所受安培力的
方向始终与线圈平面垂直，线圈平面都与磁场方
向平行，表盘刻度均匀。
S
N
（4）优缺点
优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。
缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（量程小）。
要测较大的电流，必须进行改装。
磁电式电流表
例 图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均
（2）通电线圈转动到与磁场方向垂直的位置时(平衡位置)，受力平衡，由于惯性继续转
动。(图b)
想一想
用什么办法能使线圈持续转动呢？
当线圈刚过平衡位置时，要及时改变线圈中导体ab和cd所受力的方向。
用什么办法能改变力的方向呢？哪种方法更方便？
I1
I2
×
F×
12
×
×
×
×
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×
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F
· · 21
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同向电流
I2
同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。
I1
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×
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F12
F21
I2
I2
反向电流
例 如图所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，
a受到的磁场力大小为F1，当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受
C.在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场
D.在线圈转动的范围内，线圈所受安培力与电流有关，而与所处位置无关
谢 谢！
圆柱间的磁场都沿半径方向，保持线圈转动时，
安培力的大小不受磁场影响，线圈所受安培力的
方向始终与线圈平面垂直，线圈平面都与磁场方
向平行，表盘刻度均匀。
S
N
（4）优缺点
优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流。
缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（量程小）。
要测较大的电流，必须进行改装。
磁电式电流表
例 图甲是磁电式电流表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均
（2）通电线圈转动到与磁场方向垂直的位置时(平衡位置)，受力平衡，由于惯性继续转
动。(图b)
想一想
用什么办法能使线圈持续转动呢？
当线圈刚过平衡位置时，要及时改变线圈中导体ab和cd所受力的方向。
用什么办法能改变力的方向呢？哪种方法更方便？
安培力.ppt
通电导线所受安培力:F∝L
2、导线中电流 I 的大小
F∝IL
通电导线所受安培力:F∝I
3、磁场强弱 导线垂直放入磁场中，且保证导线电流大小及导线在 磁场中的长度不变的情况下， 磁场越强，安培力越大； 磁场越弱，安培力越小。
磁感应强度
F （通电直导线与磁场垂直） B= IL 单位：特斯拉 简称特，符号T
当通电直导线方向与磁场方向 垂直时
F =BIL
小结：
１、磁感应强度B是描写磁场强弱和
方向的物理量，其方向规定为该处的
磁场方向． ２、当通电直导线方向与磁场方向 垂直时,安培力大小为F=BIL ３、安培力方向由左手定则判定
1、一根长为0.2 m的电流 为2 A的通电导线，垂直放 在磁感应强度为0.5 T的匀 强磁场中，受到的安培力 0.2N 大小为_______
1N 1T= A·m 矢量：方向即该点磁场方向
垂直磁场方向放入匀强磁场的通电导线长 L=1cm，电流强度I=10A，若它所受的安 培力F=0.05N，求 （1）该磁场的磁感应强度B是多少？ （2）若导线平行磁场方向放置，磁感应 强度B又是多少？
（１）Ｂ＝０.５Ｔ （２）Ｂ＝０.５Ｔ
三、安培力的大小
画出图中安培力的方向。
F
F
F
F
d
【注意】安培力的方向永远与导线和磁场方向所在的平面垂直。
通电导体在磁场中受到安培力的作用 １、导线方向与磁场方向垂直时, 安培力最大 ２、导线方向与磁场方向平行时， 安培力最小，Ｆ＝０
实验探究
猜想：垂直于磁场方向的通电导线所受安培力可能与哪 些因素有关? 1、通电导线在磁场中的长度Ｌ
探究安培力 磁感应强度
新郑三中
李红霞
高中物理新选修课件安培力的应用
安培力公式
安培力的大小可以通过公式F=BIL来计算，其中F为安培力，B为磁感应强度，I为电流强 度，L为导线在磁场中的有效长度。
安培力方向
安培力的方向可以用左手定则来判断，即伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都 与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的 方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
03
动生和感生电动势的计算方法
根据法拉第电磁感应定律和洛伦兹力公式，可以推导出动生和感生电动
势的计算公式，从而计算出相应的电动势大小。
03
安培力在磁场中运动规律
洛伦兹力与霍尔效应
洛伦兹力
运动电荷在磁场中所受到的力，其方向垂直于磁场方向和电 荷运动方向所构成的平面，遵循左手定则。
霍尔效应
当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直 于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两 端产生电势差。
通过测量磁通量的变化率，可以计算出感应电动势的大小，从而了解电磁感应现 象的本质和规律。
动生和感生电动势计算
01 02
动生电动势
当导体在磁场中运动时，会在导体中产生动生电动势。动生电动势的大 小与导体的运动速度、磁场的磁感应强度以及导体与磁场的相对角度有 关。
感生电动势
当磁场发生变化时，会在导体中产生感生电动势。感生电动势的大小与 磁通量的变化率有关。
VS
无线电波接收
通过天线接收空中的电磁波，并将其转换 为高频电流。接收过程中的关键元件包括 接收器、解调器和放大器等。通过解调器 将高频信号还原为原始信号，实现信息的 接收和识别。
05
实验：测量安培力大小和方向
实验目的和器材准备
实验目的
安培力的大小可以通过公式F=BIL来计算，其中F为安培力，B为磁感应强度，I为电流强 度，L为导线在磁场中的有效长度。
安培力方向
安培力的方向可以用左手定则来判断，即伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都 与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的 方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
03
动生和感生电动势的计算方法
根据法拉第电磁感应定律和洛伦兹力公式，可以推导出动生和感生电动
势的计算公式，从而计算出相应的电动势大小。
03
安培力在磁场中运动规律
洛伦兹力与霍尔效应
洛伦兹力
运动电荷在磁场中所受到的力，其方向垂直于磁场方向和电 荷运动方向所构成的平面，遵循左手定则。
霍尔效应
当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直 于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两 端产生电势差。
通过测量磁通量的变化率，可以计算出感应电动势的大小，从而了解电磁感应现 象的本质和规律。
动生和感生电动势计算
01 02
动生电动势
当导体在磁场中运动时，会在导体中产生动生电动势。动生电动势的大 小与导体的运动速度、磁场的磁感应强度以及导体与磁场的相对角度有 关。
感生电动势
当磁场发生变化时，会在导体中产生感生电动势。感生电动势的大小与 磁通量的变化率有关。
VS
无线电波接收
通过天线接收空中的电磁波，并将其转换 为高频电流。接收过程中的关键元件包括 接收器、解调器和放大器等。通过解调器 将高频信号还原为原始信号，实现信息的 接收和识别。
05
实验：测量安培力大小和方向
实验目的和器材准备
实验目的
高中物理课件安培力
当导线与磁场垂直时，安培力最大，为F = BIL；当导线与磁场平行时，安培力 为零。安培力方向垂直于B和I所决定的平面，且符合左手定则。
计算方法与步骤
• 计算方法：根据安培力公式F = BILsinθ，将已知量代入公式进行计算。
计算方法与步骤
计算步骤 01
确定磁感应强度B的大小和方向； 02
确定电流强度I的大小和方向； 03
例题2
一根通电直导线与匀强磁场方向成 60°角放置，导线中电流为I，磁感应 强度为B。若导线受到的安培力大小
为F，则导线的长度为多少？
解析
根据安培力公式F = BILsinθ，由于导 线与磁场垂直，所以θ = 90°，代入 公式得F = BIL。
解析
根据安培力公式F = BILsinθ，将已知 量代入公式得F = BILsin60°，解得导 线的长度L = (2F)/(BI√3)。
电磁炮
电磁炮是一种利用安培力发射炮弹的武器。它通过强大的电流在导轨上产生强大的磁场， 然后将炮弹加速到极高的速度并发射出去。
磁悬浮列车
磁悬浮列车是一种利用安培力实现悬浮和驱动的交通工具。它通过电磁铁产生的磁场与列 车上的超导磁铁相互作用，使列车悬浮于轨道之上并高速运行。
安培力演示仪
安培力演示仪是一种用于演示安培力作用的实验仪器。它通常由线圈、磁铁和指针等部分 组成，当线圈中通入电流时，指针就会发生偏转，从而直观地展示出安培力的作用效果。
混淆磁感应强度和磁通量
磁感应强度B和磁通量Φ是两个不同的物理量，学生容易混淆。磁感应强度B是描述磁场强弱的物理量，而磁通量 Φ是描述穿过某一面积的磁感线条数的物理量。在分析安培力时，需要使用磁感应强度B而不是磁通量Φ。
拓展延伸内容
安培力与洛伦兹力的关系
计算方法与步骤
• 计算方法：根据安培力公式F = BILsinθ，将已知量代入公式进行计算。
计算方法与步骤
计算步骤 01
确定磁感应强度B的大小和方向； 02
确定电流强度I的大小和方向； 03
例题2
一根通电直导线与匀强磁场方向成 60°角放置，导线中电流为I，磁感应 强度为B。若导线受到的安培力大小
为F，则导线的长度为多少？
解析
根据安培力公式F = BILsinθ，由于导 线与磁场垂直，所以θ = 90°，代入 公式得F = BIL。
解析
根据安培力公式F = BILsinθ，将已知 量代入公式得F = BILsin60°，解得导 线的长度L = (2F)/(BI√3)。
电磁炮
电磁炮是一种利用安培力发射炮弹的武器。它通过强大的电流在导轨上产生强大的磁场， 然后将炮弹加速到极高的速度并发射出去。
磁悬浮列车
磁悬浮列车是一种利用安培力实现悬浮和驱动的交通工具。它通过电磁铁产生的磁场与列 车上的超导磁铁相互作用，使列车悬浮于轨道之上并高速运行。
安培力演示仪
安培力演示仪是一种用于演示安培力作用的实验仪器。它通常由线圈、磁铁和指针等部分 组成，当线圈中通入电流时，指针就会发生偏转，从而直观地展示出安培力的作用效果。
混淆磁感应强度和磁通量
磁感应强度B和磁通量Φ是两个不同的物理量，学生容易混淆。磁感应强度B是描述磁场强弱的物理量，而磁通量 Φ是描述穿过某一面积的磁感线条数的物理量。在分析安培力时，需要使用磁感应强度B而不是磁通量Φ。
拓展延伸内容
安培力与洛伦兹力的关系
安培力PPT教学课件
总结词
安培力是一个涉及磁场、电流和相对运动的基本物理现象。然而，尽管安培力的基本性质已经被研究了很长时间，但在实际应用中，尤其是在复杂环境和多物理场条件下，安培力的微观机制和演化过程仍存在许多未解决的问题。此外，现有的安培力调控方法往往局限于特定的材料和结构，缺乏普适性，这也限制了安培力在实际应用中的广泛使用。
安培力在电磁炉中的应用
加热原理
电磁炉利用安培力产生的涡流效应，将电能转化为热能，实现对锅具和食物的加热。
驱动电机
电动车的驱动电机利用安培力实现车辆的加速和减速，电机输出的转矩通过传动系统传递到车轮。
安培力在电动车中的应用
电磁制动器
电动车的电磁制动器利用安培力进行制动，通过在制动盘上产生制动力矩来实现车辆减速或停车。
通过实验数据验证安培力的计算公式：F=BILsinθ。
04
安培力的应用与案例
03
电动压缩机
电动压缩机使用安培力来驱动活塞运动，实现制冷剂的压缩和输送。
安培力在工业中的应用
01
直线电机
安培力驱动的直线电机能够实现精准的直线运动，广泛应用于机械加工、装配线等工业领域。
02
电磁起重机
利用安培力原理，电磁起重机可以轻松地提起和搬运重物，极大提高了工业生产效率。
安培力的定义
安培力的性质
安培力具有作用力与反作用力、共线性和左手定则等性质。
总结词
安培力是磁场对通电导线的相互作用力，满足牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等、方向相反；通电导线在磁场中受到的安培力与导线放置的方向有关，当导线放置方向与磁场方向平行时，安培力为零；当导线放置方向与磁场方向垂直时，安培力最大。
根据安培力公式，我们可以计算出安培力的大小为：$F = 0.5 \times 5 \times 2 \times \sin 30^{\circ} = 2.5 N$。
安培力是一个涉及磁场、电流和相对运动的基本物理现象。然而，尽管安培力的基本性质已经被研究了很长时间，但在实际应用中，尤其是在复杂环境和多物理场条件下，安培力的微观机制和演化过程仍存在许多未解决的问题。此外，现有的安培力调控方法往往局限于特定的材料和结构，缺乏普适性，这也限制了安培力在实际应用中的广泛使用。
安培力在电磁炉中的应用
加热原理
电磁炉利用安培力产生的涡流效应，将电能转化为热能，实现对锅具和食物的加热。
驱动电机
电动车的驱动电机利用安培力实现车辆的加速和减速，电机输出的转矩通过传动系统传递到车轮。
安培力在电动车中的应用
电磁制动器
电动车的电磁制动器利用安培力进行制动，通过在制动盘上产生制动力矩来实现车辆减速或停车。
通过实验数据验证安培力的计算公式：F=BILsinθ。
04
安培力的应用与案例
03
电动压缩机
电动压缩机使用安培力来驱动活塞运动，实现制冷剂的压缩和输送。
安培力在工业中的应用
01
直线电机
安培力驱动的直线电机能够实现精准的直线运动，广泛应用于机械加工、装配线等工业领域。
02
电磁起重机
利用安培力原理，电磁起重机可以轻松地提起和搬运重物，极大提高了工业生产效率。
安培力的定义
安培力的性质
安培力具有作用力与反作用力、共线性和左手定则等性质。
总结词
安培力是磁场对通电导线的相互作用力，满足牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等、方向相反；通电导线在磁场中受到的安培力与导线放置的方向有关，当导线放置方向与磁场方向平行时，安培力为零；当导线放置方向与磁场方向垂直时，安培力最大。
根据安培力公式，我们可以计算出安培力的大小为：$F = 0.5 \times 5 \times 2 \times \sin 30^{\circ} = 2.5 N$。
安培力的综合应用课件
[跟踪训练1] 如图所示,用两根轻细金属丝将质量为m,长为l的金属棒
ab悬挂在c,d两处,置于匀强磁场内.当棒中通以从a到b的电流I后,两悬
线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态.为了使棒平衡在该位置上,所需的
磁场的最小磁感应强度的大小、方向,下列说法中正确的是(
)
D
A. mg tan θ,竖直向上 Il
安培力的综合应用
类型一 安培力作用下的平衡问题
[例1] 如图所示,两平行金属导轨间距L=1 m,导轨与水平面成θ=37°,导 轨电阻不计.导轨上端连接有E=6 V,r=1 Ω的电源和滑动变阻器R.长度也 为L的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好,金属棒的质量m=0.2 kg, 电阻R0=2 Ω,整个装置处在竖直向上磁感应强度为B=1.5 T的匀强磁场中, 金属棒一直静止在导轨上.(g取 10 m/s2, sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)当金属棒刚好与导轨间无摩擦力时,接入电路中的滑动变阻器的阻值 R多大; (2)当滑动变阻器接入电路的电阻为R=5 Ω时金属棒受到的摩擦力.
题干关键
导轨电阻不计
竖直向上的匀强磁场 金属棒刚好与导轨间无摩 擦 滑动变阻器接入电路的电 阻R=5 Ω 时
获取信息
电路的总电阻为电源内阻,金属棒电 阻和滑动变阻器接入电阻
C. mg sin θ,平行悬线向下 Il
B. mg tan θ,竖直向下 Il
D. mg sin θ,平行悬线向上 Il
解析:当所加磁场的磁感应强度最小时,金属棒平衡时所受的安培力 F 有最小 值.由于棒的重力恒定,悬线拉力的方向不变,由力的矢量三角形可知,当安培 力与绳子的拉力垂直时安培力最小,如图所示,即 Fmin=mgsin θ.有 IlBmin= mgsin θ,得 Bmin= mg sin ,由左手定则知所加磁场的方向平行悬线向上.故 D
安培力的方向判定(左手定则)课件
注意电流方向的判断 电流方向的判断要准确，可以使用右手螺旋定则 来判断电流的方向。
03
安培力方向的判定 实例
通电直导线在磁场中的受力情况
总结词
当电流方向与磁场方向垂直时，通电直导线受到的安培力方向垂直于电流和磁 场所构成的平面。
详细描述
当电流方向与磁场方向垂直时，根据左手定则，四指指向电流方向，大拇指指 向安培力方向，此时安培力方向垂直于电流和磁场所构成的平面。
练习题 三
总结词
熟悉通电螺线管在磁场中受力方向的判 断步骤
VS
详细描述
通过分析通电螺线管在磁场中的受力情况， 掌握判断通电螺线管受力方向的方法，理 解螺线管中电流与磁场相互作用的规律。
05
总结与回 顾
安培力方向的判定方法总结
总结
安培力方向的判定是电磁学中的重要概念， 通过左手定则可Fra bibliotek确定安培力的方向。
详细描述
通过实例分析，掌握通电直导线在磁场中受力方向的判断方法，理解安培力的方向与电流和磁场方向的关系。
练习题二：判断通电圆环在磁场中的受力方向
总结词
理解通电圆环在磁场中受力方向的判断技巧
详细描述
通过分析通电圆环在磁场中的受力情况，掌握判断通电圆环受力方向的方法，理解圆环中电流与磁场 相互作用的特点。
安培力在磁场中的作用
传输能量
安培力在磁场中产生作用力，使 导线发生运动，从而实现能量的 传输。
转换能量
安培力可以将电能转换为机械能， 实现电机的转动。
安培力方向的判定方法
左手定 则
将左手伸直，拇指与其余四指垂直， 然后将左手放入磁场中，让磁感线穿 过掌心，四指指向电流方向，则拇指 所指方向即为安培力的方向。
03
安培力方向的判定 实例
通电直导线在磁场中的受力情况
总结词
当电流方向与磁场方向垂直时，通电直导线受到的安培力方向垂直于电流和磁 场所构成的平面。
详细描述
当电流方向与磁场方向垂直时，根据左手定则，四指指向电流方向，大拇指指 向安培力方向，此时安培力方向垂直于电流和磁场所构成的平面。
练习题 三
总结词
熟悉通电螺线管在磁场中受力方向的判 断步骤
VS
详细描述
通过分析通电螺线管在磁场中的受力情况， 掌握判断通电螺线管受力方向的方法，理 解螺线管中电流与磁场相互作用的规律。
05
总结与回 顾
安培力方向的判定方法总结
总结
安培力方向的判定是电磁学中的重要概念， 通过左手定则可Fra bibliotek确定安培力的方向。
详细描述
通过实例分析，掌握通电直导线在磁场中受力方向的判断方法，理解安培力的方向与电流和磁场方向的关系。
练习题二：判断通电圆环在磁场中的受力方向
总结词
理解通电圆环在磁场中受力方向的判断技巧
详细描述
通过分析通电圆环在磁场中的受力情况，掌握判断通电圆环受力方向的方法，理解圆环中电流与磁场 相互作用的特点。
安培力在磁场中的作用
传输能量
安培力在磁场中产生作用力，使 导线发生运动，从而实现能量的 传输。
转换能量
安培力可以将电能转换为机械能， 实现电机的转动。
安培力方向的判定方法
左手定 则
将左手伸直，拇指与其余四指垂直， 然后将左手放入磁场中，让磁感线穿 过掌心，四指指向电流方向，则拇指 所指方向即为安培力的方向。
高中物理选修3-1课件：3.4-(一)安培力方向和大小+课件
2、区别安培力方向和电场力方向与场的方向的关系： 安培力方向总是与磁场方向垂直； 电场力方向总是与电场方向平行。
3、左手定则和安培定则的区别和联系: 因果关系不同 安培定则中的“电流”是“因”,“磁场”为
“果”,正是有了电流才出现了由该电流产生的磁场。
左手定则中的“电流”和“磁场”都是“因”,磁 场对通电导线的作用力为“果”，两个“因”对 “果”来说缺一不可。
2、当通电导线与磁感线垂直时，所受的安培力最大，
Fmax=BIL 3、当通电导线与磁感线斜交时，所受的安培力介于
最大值和零之间。 F=B⊥IL
魂古
总人
要云
有：
一“
个读
在万
路卷
上书
。，
”行
从万
古里
至路
今。
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学今
习人
和说
旅：
行“
You made my day!
都要 是么
相读
辅书
相，
成要
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两旅
件行
事，
。身
。体
和
灵
我们，还在路上……
磁场对 通电导线的作用力
安培力 方向 大小
I F
B
I F
B
I F
B
F、B、I方向关系：
安培力方向既与电流方向垂直 F
又与磁场方向垂直，即垂直于电流 B
Hale Waihona Puke 和磁场所在的平面。B与I可以不垂直，但
I
F一定垂直于B，F一定垂直于I。
B与I间的
夹角为90°
F
F
B
B
I
I
B与I间的 夹角为60°
B与I间的 夹角为45°
3、左手定则和安培定则的区别和联系: 因果关系不同 安培定则中的“电流”是“因”,“磁场”为
“果”,正是有了电流才出现了由该电流产生的磁场。
左手定则中的“电流”和“磁场”都是“因”,磁 场对通电导线的作用力为“果”，两个“因”对 “果”来说缺一不可。
2、当通电导线与磁感线垂直时，所受的安培力最大，
Fmax=BIL 3、当通电导线与磁感线斜交时，所受的安培力介于
最大值和零之间。 F=B⊥IL
魂古
总人
要云
有：
一“
个读
在万
路卷
上书
。，
”行
从万
古里
至路
今。
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两旅
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事，
。身
。体
和
灵
我们，还在路上……
磁场对 通电导线的作用力
安培力 方向 大小
I F
B
I F
B
I F
B
F、B、I方向关系：
安培力方向既与电流方向垂直 F
又与磁场方向垂直，即垂直于电流 B
Hale Waihona Puke 和磁场所在的平面。B与I可以不垂直，但
I
F一定垂直于B，F一定垂直于I。
B与I间的
夹角为90°
F
F
B
B
I
I
B与I间的 夹角为60°
B与I间的 夹角为45°
新版 第四节 安培力(共47张PPT)学习PPT
［问题］该磁场是否匀强磁场？ 该磁场并非匀强磁场
［问题］该磁场的特点？
在以铁芯为中心的圆圈上，
各点的磁感应强度B的大小是相等的.
2、电流表的工作原理
1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管
磁通铁对电桌面线的压力圈增大转，不到受桌面什摩擦么力作角用 度，它的平面都跟磁感应线平行，当
表盘的刻度均匀，θ∝I
b
（2）两个电流不平行时，总有作用到方
向相同的趋势。
3.电流元分析法：
把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段 就是一个电流元。先用左手定则判断出每小段电流元 受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的 方向，从而确定导体的运动方向。
例：如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬
挂在磁铁N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
导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的
磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大
小和方向.
a
Fab BIL Fabc 2BIL
Fbc BIL
b
c
【例3】如图所示，两平行光滑导轨相距，与水平 面夹角为450，金属棒MN的质量为，处在竖直向上 磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V， 内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多 少？(其他电阻不计)
与导线的长度、电流强度 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
通电线圈在磁场中受安培力的作用发生转动
都成正比，其比值与该处 F = ILBsinθ
欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）
的磁场强弱有关。导线与 如图所示，通电直导线A与通电导线环B固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线受到水平向
［问题］该磁场的特点？
在以铁芯为中心的圆圈上，
各点的磁感应强度B的大小是相等的.
2、电流表的工作原理
1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管
磁通铁对电桌面线的压力圈增大转，不到受桌面什摩擦么力作角用 度，它的平面都跟磁感应线平行，当
表盘的刻度均匀，θ∝I
b
（2）两个电流不平行时，总有作用到方
向相同的趋势。
3.电流元分析法：
把整段电流分成很多小段直线电流，其中每一小段 就是一个电流元。先用左手定则判断出每小段电流元 受到的安培力的方向，再判断整段电流所受安培力的 方向，从而确定导体的运动方向。
例：如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬
挂在磁铁N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
导线拓在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的
磁感应强度为B,求导线abc所受安培力的大
小和方向.
a
Fab BIL Fabc 2BIL
Fbc BIL
b
c
【例3】如图所示，两平行光滑导轨相距，与水平 面夹角为450，金属棒MN的质量为，处在竖直向上 磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V， 内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多 少？(其他电阻不计)
与导线的长度、电流强度 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用
通电线圈在磁场中受安培力的作用发生转动
都成正比，其比值与该处 F = ILBsinθ
欲使棒ab在轨道上保持静止，滑动变阻器的使用电阻R应为多大？（g取10m/s2，其它电阻不计）
的磁场强弱有关。导线与 如图所示，通电直导线A与通电导线环B固定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流时,通电直导线受到水平向
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P146/练1. 如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它 的左端上方固定一根与条形磁铁垂直的长直导线，导线 中通以如图示方向的电流时，和原来没有电流通过时相 比较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f ( C ) （A）N减小，f 向左; （B）N减小，f 向右; （C）N增大，f 向左; （D）N增大， f 向右. 解：画出电流所在处的磁感应线及该点的磁场方向如图： 由左手定则，磁场力F方向如图: 由牛顿第三定律，磁铁受到等大反向的力F F I 对磁铁进行受力分析 可知 支持力N 增大， 摩擦力f 向左 B
(A)适当增大电流I (B)将电流反向并适当改变大小 (C)适当增大磁场 (D)将磁场反向并适当改变大小
a
I
b
例. 两条长直导线AB和CD相互垂直，彼此相隔一很小距离 ，通以图所示方向的电流，其中AB固定，CD可以其中心为轴 自由转动或平动，则CD的运动情况是（ C ） B I (A)顺时针方向转动，同时靠近导线AB (B)顺时针方向转动，同时离开导线AB C D (C)逆时针方向转动，同时靠近导线AB I (D)逆时针方向转动，同时离开导线AB A
T
M
B T
N F
由左手定则, 电流方向应向右.
mg
mg
例3. 一根长为a 的金属棒用长为b 的两根导线悬挂起来， 如图所示，通以电流I ，金属棒静止在某一匀强磁场中， 此时导线与竖直方向夹角为θ，则保持这一状态并使磁感 应强度B取最小值时，磁场的方向应与竖直向上的方向 θ 角，此时金属棒所受到的磁力矩为 BILb 。 成 解：画出金属棒的左视图并分析 受力如图： θ θ I a
S N
F
练习1、如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它 的正中间上方固定一根长直导线，导线中通过方向垂 直纸面向里（即与条形磁铁垂直）的电流，和原来没 有电流通过时相比较，磁铁受到的支持力N 和摩擦力f 将 ( C ) （A）N减小，f=0; （B）N减小，f≠0; （C）N增大，f=0; （D）N增大，f≠0. 解： 画出电流所在处的磁感应线及该点的磁场方向如图： 由左手定则，磁场力F方向如图: F 由牛顿第三定律， I B 磁铁受到等大反向的力F 对磁铁进行受力分析： 可知 支持力N 增大， 摩擦力f =0
T × F
金属棒受到重力mg、导线拉力T和 安培力，处于平衡状态。磁场力F和mg 的合力必须沿T 的反方向，要使F 最小， θ 必须是F垂直于 T，所以磁场方向沿金 属导线向上，跟竖直方向夹角为θ。
b
磁力矩M运动的线圈L1和 一个固定线圈L2互相绝缘、垂直放置且圆心重 合，当分别通以图示方向的电流时，从左向右 看，线圈L1将 （ B ） L2 B A. 顺时针转动. B. 逆时针转动. F2 F 1 C. 向纸外平动. D. 静止不动. L1 解:L2在L1处的磁感应线B如图, 由左手定则,B 对L1 的安培力如图示, 从左向右看，L1 在F1、 F2的作用下将 逆时针转动.
B2 B
I θ B
2.安培力的方向: 用左手定则来判定： 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． 3.磁力矩: M=NBIScosθ 如图示在匀强磁场中，N匝矩形线框abcd通入电流I 绕 轴转动到图示位置时 ，线框平面跟磁场方向夹角为θ, ab受力F1=IL1 B O1 c c a F 1 cd受力F2=IL1 B B I L1 θ B M= NF1 L2 cosθ/2 O2 d F2 + NF2 L2 cosθ/2= a b L 2 = NBIS cosθ 磁力矩的大小与线圈的形状、所选取的转轴的位置无关
S N
F
P145/例1、如图所示，在条形磁铁的N极附近悬挂一 个线圈。磁铁水平放置。其轴线与线圈 平面垂直并 通过线圈的圆心。当线圈中电流沿图示方向流动时， 线圈将 （ C ） （A）不动 （B）转动 （C）向左摆动 （D）向右摆动
解；画出电流所在处的磁感应线如图，并正交分解
B1对电流的作用力F1沿半径向外，互相抵消。 B2对电流的作用力F2沿轴向向左。合力向左。 所以线圈向左摆动。 选C
例2. 如图所示, 在磁感应强度为1T的匀强磁场 中, 有两根相同的弹簧, 下面挂一条长0.5m, 质 量为0.1kg的金属棒MN, 此时弹簧伸长10cm, 欲 使弹簧不伸长则棒上应通过的电流的大小和方 向如何?
解:未通电时,两弹簧的弹力之 和等于重力.
通电后, 弹簧不伸长,则安培力 等于重力.
BIL=mg I=mg/BL=1/0.5=2A
安培力
—磁场对电流的作用力
通电导线在磁场中所受的安培力
1. 安培力的大小: 2. 安培力的方向: 3. 磁力矩: 4.题选 P146/练1 练习1 P145/例1 例1 例2 例3 例4 例5 P146/例3 00年上海4 02年上海13 01年全国7 例6 2005年上海卷1A
通电导线在磁场中所受的安培力
1.安培力的大小: 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等于磁感应 强度B、电流I和导线长度L三者的乘积． F＝ILB 通电导线方向与磁场方向不垂直时的安培力
把磁感应强度B分解为两个分量： θ 一个是跟通电导线方向平行的分量 B1 B1＝Bcosθ 另一个是跟通电导线方向垂直的分量 B2＝Bsinθ． B1与通电导线方向平行，对电流没有 作用力，电流受到的力是由B2决定的， 即F＝ILB2． 将B2=Bsinθ代入上式， F=0 得到 F＝ILB sinθ． θ=0 ° θ =90° F=ILB
S N B2 F1 B1 B1
F2 I
又解：把环形电流等效为小磁针，左侧为 F2 B2 F S极，异名磁极相吸，所以线圈向左摆动。 1
例1. 如图所示，在水平方向的匀强磁场中，用两根柔软的 细线将金属棒ab悬持在水平位置上，金属棒中通入由a到b的稳 定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线对金属棒拉 力变为零，可采用哪些方法（ A C ）