安培力
新版 第四节 安培力(共47张PPT)学习PPT
［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
安培力知识要点归纳
安培力知识要点归纳一、安培力1.安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力．2.安培力的计算公式：F ＝BILsin θ（θ是I 与B 的夹角）； ① I ⊥B 时，即θ＝900，此时安培力有最大值；公式：F ＝BIL ② I //B 时，即θ＝00，此时安培力有最小值，F=0;③ I 与B 成夹角θ时，F=BILSin θ，安培力F 介于0和最大值之间.有用结论：“同向电流相互吸引，反向电流相排斥”。
不平行时有转运动到方向相同且相互靠近的趋势。
3.安培力公式的适用条件:适用于匀强磁场中4.安培力方向的判断——左手定则：伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线穿过手心，并使四指指向电流方向，大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向．安培力F 的方向：F ⊥(B 和I 所在的平面)；即既与磁场方向垂直，又与通电导线垂直．但B 与I 的方向不一定垂直． 5．说明：公式F=BIL 中L 为导线的有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L 由始端流向末端．如图所示，弯曲的导线ACD 的有效长度为l ，等于两端点A 、D 所连直线的长度，安培力为：F = BIl二、安培力作用下物体的运动方向的判断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． 例1：如图所示，通电的线圈放置在水平面上，试分析线圈所受的安培力。
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．例2：如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线通过图示方向电流时，导线的运动情况是（从上往下看）：（ ）A ．顺时针方向转动，同时下降B ．顺时针方向转动，同时上升C ．逆时针方向转动，同时下降D ．逆时针方向转动，同时上升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．例3：如图所示，通电的线圈放置在水平面上，试分析线圈所受的安培力。
安培力(精华版)课件
安培力的方向
根据左手定则判断，即伸开左手，让大拇指与四指在同一平面内并垂直，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，大拇指所指方向即为安培力的方向。
安培力的大小和方向
安培力的大小
根据公式F=BILsinθ计算，其中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，θ为电流与磁场的夹角。
左手定则
将左手伸开，让大拇指与其余四指垂直，然后将左手放入磁 场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，大拇指 所指方向即为安培力方向。
判断安培力的方向
电流方向与磁场方向垂直时，安培力方向与电流方向垂直； 电流方向与磁场方向平行时，安培力方向与电流方向平行。
右手定则：将右手伸开，让大拇指与其余四指垂直，然后将 右手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向电流 方向，四指所指方向即为安培力方向。
感谢观看
磁悬浮列车的工作原理
总结词
磁悬浮列车利用安培力实现列车与轨道 的完全分离，减少摩擦力，提高运行速 度。
VS
详细描述
磁悬浮列车通过在轨道和列车底部安装电 磁铁，当电流通过轨道上的电磁铁时，产 生磁场，与列车底部电磁铁的磁场相互作 用，产生向上的安培力，使列车悬浮在轨 道上方。由于没有接触，摩擦力大大减少 ，因此列车可以高速运行。
安培力计算中的单位换算
• 安培力单位为牛（N），电流单位为安（A），磁感应强度单位 为特（T），长度单位为米（m）。在进行单位换算时，需要将 各个物理量的单位统一到国际单位制中。例如，可以将安培力 的单位换算为牛米（Nm），电流的单位换算为安秒（As）， 磁感应强度的单位换算为特米（Tm）等。
THANKS
根据安培力的公式F=BIL，安培力的大小与电流的大小成正比，电流越大，安培力越大。
高二物理磁场中的安培力知识点
⾼⼆物理磁场中的安培⼒知识点 安培⼒是⾼⼆物理教学中的⼀个重要内容，具体有哪些知识点我们需要了解?下⾯是店铺给⼤家带来的⾼⼆物理磁场中的安培⼒知识点，希望对你有帮助。
⾼⼆物理磁场中的安培⼒知识点 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。
⾼⼆物理磁场知识点 1.磁感应强度是⽤来表⽰磁场的强弱和⽅向的物理量，是⽮量，单位T)，1T=1N/Am 2.安培⼒F=BIL;(注：L⊥B){B:磁感应强度(T)，F:安培⼒(F)，I:电流强度(A)，L:导线长度(m)} 3.洛仑兹⼒f=qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第⼆册P155〕{f:洛仑兹⼒(N)，q:带电粒⼦电量(C)，V:带电粒⼦速度(m/s)｝ 4.在重⼒忽略不计(不考虑重⼒)的情况下，带电粒⼦进⼊磁场的运动情况(掌握两种)： (1)带电粒⼦沿平⾏磁场⽅向进⼊磁场：不受洛仑兹⼒的作⽤，做匀速直线运动V=V0 (2)带电粒⼦沿垂直磁场⽅向进⼊磁场：做匀速圆周运动，规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度⽆关，洛仑兹⼒对带电粒⼦不做功(任何情况下);(c)解题关键 ⾼⼆物理学习⽅法 ⼀、及时完成学习任务，注重基础知识的掌握。
大学物理安培力
v
▲比较：
电流元 Idl
（宏观量）
载流子
qv
（微观量）
在磁场中受力
dF Idl B
Fm qv B
dBB产44生00磁qIvdr场l2re2r
er
二、带电粒子在均匀磁场中的运动(不计重力)
1、v0 ∥B 时
Fm
m∥B M=0. m与 B同向——稳定平衡
（稍偏离，能恢复）
m与 B反向——不稳平衡
（稍偏离，被破坏）
M 促使m 转向与B相同的方向。
非均匀磁场中，载流线圈除可能受到磁力矩外， 一般还受到磁力的作用。（略）
四、磁感应强度的第二种定义——利用磁力矩
1、试验线圈： （1）线度小——线圈范围内磁场可视为均匀。 （2）通电流小——不影响磁场原有性质。 2、定义： 试验线圈所受最大磁力矩
§14-4 磁场对载流导线的作用
一、安培力(Am pere force) （考Id察l 与电流qv元同I向dl，：即沿电流方向）
I
Id ldF
B
包含载流子 数：dN=nSdl.
在外磁场B中，
每个载流子受力均为
qv
B
L
dl S
vn
I
电流元受力为：dF
(dN
)qv
B
nSdlqv
B
I nS q v
dF Idl B
大小：dF=Idl Bsin 方向：由Idl B 决定，满足右螺关系。
一段载流导线L在磁场中受力为：
F dF Idl B 称为安培力。
L
L
安培力是洛仑兹力的宏观体现。
高三物理安培力知识点总结
高三物理安培力知识点总结安培力是物理学中一个非常重要的概念，特别是在电磁学领域。
它描述了电流通过导线时所产生的力，是我们理解电路和电磁现象的基础。
下面将对高三物理中涉及到的安培力相关的知识点进行总结。
一、安培力的定义安培力是指电流通过导线时所产生的力。
当电流通过导线时，导线中的电子会受到磁场力的作用而产生一个力，这个力即为安培力。
安培力的方向可以根据右手螺旋定则来确定。
二、安培力的计算公式安培力的计算公式为：F = BILsinθ其中，F为安培力的大小，B为磁感应强度，I为电流的大小，L为导线的长度，θ为电流与磁感应强度之间的夹角。
三、安培力的方向根据右手螺旋定则，可以确定安培力的方向。
将右手握住导线，拇指指向电流的方向，其余四指指向磁感应强度的方向，拇指的方向即为安培力的方向。
四、安培力的性质1. 安培力与电流的大小成正比：当电流大小增加时，安培力也会增大。
2. 安培力与磁感应强度的大小成正比：当磁感应强度增大时，安培力也会增大。
3. 安培力与导线长度的大小成正比：当导线长度增加时，安培力也会增大。
4. 安培力与电流与磁感应强度之间的夹角的正弦值成正比：当夹角增大时，安培力会减小。
五、安培力的应用1. 电磁铁：电磁铁是利用安培力的作用原理制造的一种器件。
通电后，导线中的电流会产生安培力，使得铁芯上的铁磁体磁化，从而形成一个强大的磁场。
2. 电动机：电动机的运行原理也是基于安培力的作用。
电流通过线圈时，产生的安培力与磁场相互作用，导致线圈旋转。
3. 电磁感应：安培力也与电磁感应现象密切相关。
当导线与磁场相互运动时，导线中会产生感应电流，从而产生安培力。
通过对高三物理中的安培力知识点的总结，我们可以更好地理解安培力的概念、计算方法以及应用。
在解决与电流、磁场、电磁感应相关的问题时，我们可以运用安培力的知识，从而更好地理解和分析现象。
安培力的公式
安培力的公式
安培力公式：f=ilbsinα，其中α为(i、b)，是电流方向与磁场方向间的夹角。
电流为i、长为l的直导线。
安培力的方向由左手定则判定。
对于任意形状的电流受非匀强磁场的作用力，可把电流分解为许多段电流元iδl，每段电流元处的磁场b可看成匀强磁场，受的安培力为δf=iδl·bsinα。
应该注意，当电流方向与磁场方向相同或相反时，即α=0或π时，电流不受磁场力作用。
当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大为f=bil。
b是磁感应强度，i 是电流强度，l是导线垂直于磁感线的长度。
安培力的实质，构成电流的定向移动的电荷所受到洛伦兹力的合力。
磁场对运动电荷有力的促进作用，这从实验中获得的结论。
同样，当电荷的运动方向与磁场平行时不受到洛伦兹力促进作用，也从实验观测中获知。
当电流方向与磁场平行时，电荷的定向移动方向也与磁场方向平行，所受洛伦兹力为零，其合力安培力也为零。
洛伦兹力不作功是因为力的方向与粒子的运动方向横向，根据功的公式w=fscosθ，θ=90°时，w=0。
而安培力就是与导线中的电流方向横向，与导线的运动方向并不一定横向，通常碰到的情况大多就是在同一直线上的，所以安培力作功不为零。
安培力
安培力【知识点归纳】1、安培力（1）定义：磁场对电流的作用力叫安培力。
（2）安培力的大小与导线放置有关。
同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，如图1、图2、图3所示，三种情况下，导线与磁场方向垂直时安培力最大，取为；当导线与磁场方向平行时，安培力最小，；其他情况下，。
图1 图2 图32、安培力的大小与方向：（1）安培力的大小安培力的大小可由F＝BIL求出（I⊥B），使用此式时应注意几点：①导线L所处的磁场应为匀强磁场。
②L为有效长度，如图4所示，半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置，当导线中通以电流I时，安培力。
（2）安培力的方向——左手定则伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把手放入磁场，让磁感线穿过手心，让伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指方向即为安培力方向。
说明：不管电流方向与磁场方向是否垂直，安培力方向总垂直于电流方向与磁场方向所在的平面。
（3）两平行通电直导线的相互作用同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。
设两导线中都通以向上的同向电流，如图5所示。
两导线互相排斥，如图6所示。
【案例分析】问题1. 对于安培力计算式的深层理解：例1. 如图7，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线，电流强度为I，磁感应强度为B，求各导线所受到的安培力。
图7通电的三角形闭合线框处在与其表面垂直的匀强磁场中，如图8所示，则线框所受安培力为A. 零B. 方向垂直ab边向外C. 方向垂直bc边向外D. 条件不充分，无法求解问题2. 通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向的判断问题：例2. 两条直导线互相垂直，如图9（甲）所示，但相隔一个小距离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动。
当直流电流按图9（乙）所示方向通入两条导线时，CD导线将（）。
图9A. 不动B. 顺时针方向转动，同时靠近导线ABC. 顺时针方向转动，同时离开导线ABD. 逆时针方向转动，同时离开导线ABE. 逆时针方向转动，同时靠近导线AB变式2：如图10所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根与磁铁垂直的长直导线。
安培力所有公式及推导
安培力所有公式及推导摘要：一、安培力的基本概念二、安培力的相关公式三、安培力的推导过程四、安培力在实际应用中的例子五、安培力的总结正文：一、安培力的基本概念安培力是一种磁场力，它的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。
磁场对运动电荷有力的作用，这是从实验中得到的结论。
同样，当电荷的运动方向与磁场平行时不受洛伦兹力作用，也是从实验观察中得知。
当电流方向与磁场平行时，电荷的定向移动方向也与磁场方向平行，所受洛伦兹力为零，其合力安培力也为零。
二、安培力的相关公式1.基本公式：WFS2.重力做功：GmgH3.摩擦力做功：WNfS4.求有用功：w 有gh5.求总功：w 总fs6.求机械效率：w 有w 总ghfsghf(nh)gnf7.功力距离，即WFs 功率功时间，即Pwt三、安培力的推导过程安培力的推导过程比较复杂，涉及到很多物理概念和公式。
首先，我们需要明确安培力的定义，即磁场对电流的作用力。
根据电流的定义，我们知道电流I 是单位时间内通过导线截面的电荷量，其单位是安培(A)。
磁场B 的单位是特斯拉(T)。
根据洛伦兹力的公式，我们可以得到安培力的公式：F=I*B*l，其中l 是电流在磁场中的长度。
四、安培力在实际应用中的例子安培力在实际应用中非常广泛，其中最常见的例子是电动机和发电机。
在电动机中，电流通过导线产生安培力，使得电动机的转子旋转，从而实现机械能转化为电能。
在发电机中，转子的旋转产生磁场，磁场对电流产生安培力，使得发电机产生电能。
五、安培力的总结安培力是一种磁场力，它的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。
安培力在实际应用中非常广泛，其中最常见的例子是电动机和发电机。
安培力知识要点归纳
安培力知识要点归纳安培力（Ampere's law）是电磁学中的一条重要定律，描述了电流引起的磁场的特性。
安培力是法国物理学家安德烈-玛里-安培（André-Marie Ampère）在19世纪提出的，被认为是基础电磁学的一个重要定理。
下面对安培力的关键知识点进行归纳。
一、安培力的表述安培力的表述方式有两种，分别是安培环路定理和安培定律。
1.安培环路定理：安培环路定理是根据电流元（有电流I通过的导线段）在环路上引起的磁感应强度为B的关系而得出的，表示为：∮BdL=μ₀I其中，∮BdL表示对环路内各点的磁感应强度B绕整个环路的积分，μ₀为真空中的磁导率，I为通过安培环路的电流。
2.安培定律：安培定律描述了安培力的特性，可以用来计算通过导线产生的磁场强度。
安培定律可以用表达式形式表示为：B=μ₀πI/r其中，B为磁感应强度，μ₀为真空中的磁导率，I为电流强度，r为距离电流元的距离。
二、安培力的性质与规律安培力具有以下重要的性质和规律：1.安培力与电流的关系：安培力的大小与通过导线的电流强度成正比。
当电流增大时，安培力也随之增大。
2.安培力的方向：安培力的方向与电流元和观察点之间的位置关系有关。
根据安培的右手定则，电流元中的电流方向与弯向手指的方向一致，此时手掌的指向即为安培力的方向。
3.安培力的叠加原理：对于复杂的电流分布，可以使用安培力的叠加原理将各个电流元对观察点的安培力叠加起来，得到总的安培力。
4.安培力对闭合环路的影响：根据安培环路定理，当电流通过一个闭合的环路时，磁感应强度的环路积分为0，即∮BdL=0。
这说明在闭合环路内部的磁场强度之和与处于环路外部的磁场强度之和相等。
5.安培力的应用：安培定律和安培环路定理是计算和理解电流引起的磁场的重要工具，广泛应用于电磁学和电路分析中。
安培力的概念也为其他相关概念，如电磁感应和电磁感应定律提供了理论基础。
三、安培力的实验验证安培力这一重要的电磁学定律可以通过实验证实，并且实验结果与理论预测相符。
高中物理课件安培力
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
安培力所有公式及推导
安培力所有公式及推导
摘要：
一、安培力的基本概念
1.安培力的定义
2.安培力的性质
二、安培力的公式
1.安培力的计算公式
2.安培力的其他公式
三、安培力的推导
1.安培力的推导过程
2.安培力的推导公式
四、安培力的应用
1.安培力在电磁学中的应用
2.安培力在实际生活中的应用
正文：
安培力是电磁学中的一个重要概念，它是指磁场对运动电荷施加的力。
安培力的概念最早由法国物理学家安德烈-玛丽·安培提出，是电磁学的基础概念之一。
安培力的性质取决于电荷的运动方式和磁场的性质。
当电荷在磁场中运动时，会受到一个垂直于运动方向和磁场方向的力，这就是安培力。
安培力的方向可以用右手定则确定，大小与电荷的大小、速度和磁场的强度成正比。
安培力的公式是电磁学中的一个基本公式，它表示安培力的大小和方向。
安培力的计算公式为F = B * I * l，其中F 是安培力的大小，B 是磁场的强度，I 是电流的大小，l 是电流的方向与磁场方向的夹角。
此外，安培力还有其他公式，如F = B * I * sinθ，其中θ 是电流的方向与磁场方向的夹角。
安培力的推导过程比较复杂，需要运用电磁学的基本原理和数学知识。
一般来说，安培力的推导需要从电磁场的麦克斯韦方程组出发，通过一系列的数学运算和积分，最终得到安培力的公式。
安培力的推导公式为F = ∫B * dl，其中F 是安培力的大小，B 是磁场的强度，dl 是电流元的长度。
安培力在电磁学中有广泛的应用，它是研究电磁现象的重要工具。
安培力可以用来解释电磁感应、电磁感应定律、电磁波等电磁现象。
安培力及其应用
练习1:一个可以自由运动的线圈L1和一个固定 的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心
重合，如图所示．当两线圈中通以图示方向的电
流时，从左向右看，线圈L1将( B )
A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．在纸面内平动
练习２:如图所示，蹄形磁铁用悬线悬于O点， 在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线，当导 线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情 况将是( C )
练习１：如图，一长为10 cm的金属棒ab用两个 完全 相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁
场的磁感应强度大小为0.1T，方向 垂直于纸面向里；弹簧上端固定， 下端与金属棒绝缘．金属棒通过开
关与一电动势为12 V的电池相连， 电路总电阻为2 Ω.已知开关断开时 两弹簧的伸长量为0.5 cm；闭合开关，系统重 新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均 改变了0.3 cm.重力加速度大小取10 m/s2.判断 开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求出金 属棒的质量．
练习：画出下面各图中通过导体棒 受到的安培力方向
二、安培力的应用
１与平衡问题结合
例1.如图所示，水平导轨间距为L＝0.5 m，导轨电阻 忽略不计；导体棒ab的质量m＝1 kg，电阻R0＝0.9 Ω， 与导轨接触良好；电源电动势E＝10 V，内阻r＝0.1 Ω， 电阻R＝4 Ω；外加匀强磁场的磁感应强度B＝5 T，方 向垂直于ab，与导轨平面成α＝53°角；ab与导轨间 动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力等于滑动摩擦 力)，定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，取 重力加速度g＝10 m/s2，ab处于静止状态．求：
一、安培力
2大小： (1)磁场和电流平行时：F＝0. (2)磁场和电流垂直时： F＝_B_I_L__.
安培力的计算公式
安培力的计算公式安培力（Amperian force）是指一个闭合回路中由于磁场改变而导致的力的作用。
在电学中，安培力的计算公式涉及到电流、磁场和回路的几何关系。
根据安培力的定义，我们可以通过以下公式来计算安培力的大小：F = BIL sinθ其中，F表示安培力的大小；B表示磁感应强度；I表示电流的大小；L表示回路元件的长度；θ表示电流与磁场方向的夹角。
这个公式可以看出，安培力与磁场的强度、电流的大小以及电流与磁场的夹角有关。
当电流与磁场方向垂直时，安培力是最大的；而当电流与磁场方向平行时，安培力为零。
另外，我们可以在特定情况下应用不同的公式来计算安培力。
例如，在直导线中，我们可以使用以下公式来计算电流元素所受的安培力：dF = (μ₀/4π) * (I1 * I2 * dl2) / r² * sinθ其中，dF表示电流元素所受的力的微小增量；I1、I2表示电流的大小；dl2表示电流元素的长度；r表示电流元素与计算点之间的距离。
对于闭合回路，我们可以将所有微小增量相加得到总的安培力。
这个公式对于计算闭合回路中电流元素的相互作用非常有用。
另外一种计算安培力的方法是使用洛伦兹力的公式：F=q*(vxB)其中，F表示洛伦兹力的大小；q表示电荷的大小；v表示电荷的速度；B表示磁场的强度。
这个公式描述了一个带电粒子在磁场中受到的力的大小。
根据洛伦兹力的方向，我们可以得出安培力与洛伦兹力之间的关系。
总结起来，安培力的计算公式如下：1.对于闭合回路：F = BIL sinθ2.对于直导线：dF = (μ₀/4π) * (I1 * I2 * dl2) / r² * sinθ3.洛伦兹力：F=q*(vxB)这些公式可以帮助我们计算安培力，并理解闭合回路中电流与磁场的相互作用。
磁场对通电导线的作用—安培力
B B
B
I F
I
I
B
B
F
I
α
α
B F
I
BI
30 F °
B
F
I α
7.当电流与磁场方向夹角为θ时， F = ILBsinθ
B1
B2
8、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，导线所受安培力F等于磁感应强度B、电流I和导线的长 度L三者的乘积。
即： F=ILB
（2）平行时： F＝0
4.磁电式电流表的特点
（1）表盘的刻度均匀，θ∝I。 （2）灵敏度高，但过载能力差。 （3）满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。
例3.长度为20cm的通电直导线放在匀强磁场中，电 流的强度为1A，受到磁场作用力的大小为2N，则
磁感应强度B：（ B ）
A、B＝10T C、B≤10T
B、B≥10T D、不能确定
N f
θ
X
F
θ
θ
G
精确实验表明：通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通 电导线作用力的大小与导线长度和电流大小都成正比，即
F IL 比例系数与导线所在位置的磁场强弱有关，用符
号B表示（关于它的意义，下节将进一步介绍）则磁场对通
电导线作用力的公式为：
F ILB
4.公式：
安培力
受
的安培力大小、导线长度、电流大小均无关。
比一比哪种磁场的强度最大？
磁感应强度与哪个物理量很相似？
例3.如图所示为某磁场的磁感线分布图。在P点放 入一枚小磁针，小磁针静止时N极指向如图所示。 （1）试判断M、P两点的磁感应强度方向； （2）试比较M、P两点的磁感应强度大小。
M B1 B2 P
例4.关于安培力大小,下列说法正确的是( ) A.同一通电导线放在M点受到的安培力一定比放在 P点受到的安培力大; B.同一通电导线放在M点受到的安培力一定比放在 P点受到的安培力小; C.同一通电导线垂直于磁场方向放置时,磁场越强则 导线受到的安培力越大; D.安培力大小只与磁场强弱 、电流大小和导线长度有 关。
例.将一根直导线垂直于纸面放置，通入向外 的电流。试画出通电导线和它的磁感线。
“．” 表示垂直纸面向外的 磁场方向 ； “×” 表示垂直纸面向里的 磁场方向 。 “ · ”表示 导线垂直纸面放置,通入向外的电流 ; “ × ”表示 导线垂直纸面放置,通入向里的电流 ;
描述方位时,我们采取
俯视
的角度.
安培力的方向 可能与什么因素 有关？
安培力方向与 磁场方向、电流 方向的关系：
这个关系可以用 左手定则描述： 伸出左手，让磁感 线垂直穿过 手心 ， 四指 表示电流方向， 拇指 表示通电导线 所受的安培力方向。
F
I
例5.判定以下通电导线所受安培力的方向
××××
×××× I ××××
B
F I×
F
电流,试判断两根导线受到的安培力方向。
I1
I2
例：下列关于安培力方向的判断正确的是（ B ）
· · F· × · I· · · · ·
安培力高考知识点
安培力高考知识点一、安培力1.安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力.说明：磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用,磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力. 实验：注意条件①I⊥B时 A:判断受力大小由偏角大小判断改变I大小,偏角改变;I大小不变,改变垂直磁场的那部分导线长度;改变B大小.B:F安方向与I方向B方向关系：改变I方向;改变B方向;同时改变I和B方向F安方向：安培左手定则，F安作用点在导体棒中心。
通电的闭合导线框受安培力为零② I//B时， F安=0，该处并非不存在磁场。
③ I与B成夹角时，F=BILSin为磁场方向与电流方向的夹角。
有用结论：“同向电流相互吸引，反向电流相排斥”。
不平行时有转运动到方向相同且相互靠近的趋势。
2.安培力的计算公式：F=BILsinθθ是I与B的夹角;① I⊥B时，即θ=900，此时安培力有最大值;公式：F=BIL② I//B时，即θ=00，此时安培力有最小值，F=0;③ I与B成夹角时，00< p="">3.安培力公式的适用条件:①公式F=BIL一般适用于匀强磁场中I⊥B的情况,对于非匀强磁场只是近似适用如对电流元但对某些特殊情况仍适用. 如图所示，电流I1//I2,如I1在I2处磁场的磁感应强度为B，则I1对I2的安培力F=BI2L，方向向左，同理I2对I1，安培力向右，即同向电流相吸，异向电流相斥.②根据力的相互作用原理，如果是磁体对通电导体有力的作用，则通电导体对磁体有反作用力.两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三定律. I1 I2二、左手定则 1.安培力方向的判断——左手定则：伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，并使四指指向电流方向，这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.2.安培力F的方向：B与I的方向不一定垂直.3.安培力F、磁感应强度B、电流1三者的关系①已知I,B的方向，可惟一确定F的方向;②已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可惟一确定I的方向;③已知F,1的方向时，磁感应强度B的方向不能惟一确定.4.由于B,I,F的方向关系常是在三维的立体空间，所以求解本部分问题时，应具有较好的空间想象力，要善于把立体图画变成易于分析的平面图，即画成俯视图，剖视图，侧视图等.安培力的性质和规律;①公式F=BIL中L为导线的有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L由始端流向末端./如图所示，甲中：l，乙中：L/=d直径=2R半圆环且半径为R如图所示，弯曲的导线ACD的有效长度为l，等于两端点A、D所连直线的长度，安培力为：F = BIl②安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心;③安培力做功:做功的结果将电能转化成其它形式的能.2、安培力作用下物体的运动方向的判断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.4利用结论法：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥;②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.5转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，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，再确定磁体所受电流作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向.6分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤：①画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况②用左手定则确定各段通电导线所受安培力③据初速方向结合牛顿定律确定导体运动情况7磁场对通电线圈的作用：若线圈面积为S，线圈中的电流强度为I，所在磁场的磁感应强度为B，线圈平面跟磁场的夹角为θ，则线圈所受磁场的力矩为：M=BIScosθ.一、磁场磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。
安培力公式nbil
安培力公式nbil
安培力公式是物理学中最基本的公式之一，它描述了电流和磁场之间的关系。
这个公式的核心是电流会产生磁场，而磁场则会对电流产生作用力，这种作用力被称为安培力。
安培力公式的基本形式为：F = BIL sinθ
其中，F代表电流所受的安培力，B代表磁场强度，I代表电流的幅度，L代表电流和磁场之间的夹角，sinθ代表这个角度的正弦值。
这个公式的意义是：当一个电流通过一个磁场时，它会受到磁场的作用力，这个作用力的大小与电流幅度、磁场强度以及电流和磁场之间的夹角有关。
举一个简单的例子来说明一下。
假设有一个直流电路，电路中的电流为1A，如果将这个电路放在一个磁场中，磁场的强度为1T，电路和磁场的夹角为30度，那么根据安培力公式，可以计算出这个电路所受的安培力为0.5N。
这个例子说明了安培力公式的应用。
这个公式在实际生活和工作中有着广泛的应用，例如在电磁铁中，电流和磁场的相互作用会产生一种力使铁件吸附在电磁铁上；在电动机中，电流通过线圈时会产生磁场，这个磁场会与磁极相互作用，使电机产生转矩。
这个公式的应用还可以得到加强，例如通过安培力公式可以计算出各种电气设备的功率和效率，有助于优化设备设计和降低能耗。
总之，安培力公式是物理学中最基本的公式之一，理解和应用这个公式对于电气工程师和物理学家来说都是必不可少的。
无论是在学术领域还是在工业生产中，安培力公式都有着重要的应用和作用。
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知识小结
1.安培力: 安培力:
垂直) ●大小1: F=BIL(当磁感应强度B与I垂直) 大小1 = (当磁感应强度B = ● F=0(当B与I平行时) 平行时 角时) ●大小2: F=BILsinθ(当B与I成θ角时) 大小2 = ( 角时 ●方向: 用左手定则判断 方向:
思维训练
(07广东卷).如图5,用两根相同的细绳 07广东卷).如图5 水平悬挂一段均匀载流直导线MN,电流I 水平悬挂一段均匀载流直导线MN,电流I方 向从M 向从M到N,绳子的拉力均为F.为使F=0, ,绳子的拉力均为F.为使F 可能达到要求的方法是 图5 A.加水平向右的磁场 B.加水平向左的磁场 C.加垂直纸面向里的磁场 D.加垂直纸面向外的磁场
三,探究磁现象的本质 安培猜想: 安培猜想: 磁铁和电流都能产磁场,它们是否有相同的起源? 磁铁和电流都能产磁场,它们是否有相同的起源? 安培提出: 安培提出 安培分子电流假说 安培认为在原子,分子等物质微粒的内部, 安培认为在原子,分子等物质微粒的内部,存在 着一种环形电流——分子电流,使每个微粒成为微小 分子电流, 着一种环形电流 分子电流 的磁体,分子的两侧相当于两个磁极. 的磁体,分子的两侧相当于两个磁极.
2A,由M流向N(向右) 2A,由M流向N ,由
2,如图所示,放在平行光滑导轨上的 如图所示, 导体棒ab质量为m 长为l ab质量为 导体棒ab质量为m,长为l,两导轨所在 平面与水平面成30 30° 平面与水平面成30°角,导体棒与导轨 垂直,空间有竖直向上的匀强磁场, 垂直,空间有竖直向上的匀强磁场,磁 感应强度为B 感应强度为B,若在导体中通以由 b 端的电流, 端至 a 端的电流,且电流为 3mg , 时 导体棒可维持静止状态. 导体棒可维持静止状态. 3BL
如图所示, 4, 如图所示,载有恒定电流的闭合弹簧线圈环套在 条形磁铁的中心位置, 条形磁铁的中心位置,则 A.环受沿半径向外的安培力 环受沿半径向外的安培力, A.环受沿半径向外的安培力, 磁铁的 磁场穿过环内的磁通量有增大倾向 B. 环受沿半径向外的安培力, 磁铁的 环受沿半径向外的安培力, 磁场穿过环内的磁通量有减小倾向 环受沿半径向内的安培力, C. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的 磁通量有增大倾向 环受沿半径向内的安培力, D. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的 磁通量有减小倾向
一段通电导体垂直磁场放置时, 一段通电导体垂直磁场放置时,其所受安培力 F既与该磁场的磁感应强度成正比 又导体的长度 既与该磁场的磁感应强度成正比,又导体的长度 既与该磁场的磁感应强度成正比 又导体的长度L 成正比,也与导体中的电流I成正比 成正比: 成正比,也与导体中的电流 成正比:即 F∝BIL ∝ F=kBIL,统一用国际单位基本单位后 统一用国际单位基本单位后, 即 F=kBIL,统一用国际单位基本单位后,k=1 安培力大小:F=BIL 安培力大小: 磁感应强度另一种定义: 磁感应强度另一种定义:通电导体垂直磁场放 定义 置时,其所受安培力F跟电流 置时,其所受安培力 跟电流 I 及导体的长度 L 的 比值叫做磁感应强度. 表示. 乘积 IL 的比值叫做磁感应强度.用 B 表示. F 即: B= = IL
二,安培分子电流假说
1,内容:在原子,分子等物质微粒内部,存在着 内容:在原子,分子等物质微粒内部, 一种环形电流——分子电流, ——分子电流 一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质 微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极, 微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极, 这就是分子电流假说. 这就是分子电流假说. 2,用安培分子电流假说解释现象 (1)为什么有些物质有磁性,有些物质没有磁性? 为什么有些物质有磁性,有些物质没有磁性? (2)为什么有些本来没有磁性的物质有的可以被磁 化?本来有磁性的物质在高温或者受到猛烈撞击时 会失去磁性? 会失去磁性?
B S F N
F
正视图
【例题2】画出图中第三者的方向. 例题2 画出图中第三者的方向.
【答案】由左手定则作答. 答案】由左手定则作答.
× F
F
F F
【注意】安培力的方向永远与导线垂直. 注意】安培力的方向永远与导线垂直.
一,安培力
4,解释现象:平行直导线之间的电流作用
探究安培力的大小
实验表明: 实验表明:
F 理解磁感应强度: 理解磁感应强度: = IL B= ●意义:描述磁场的强弱 意义: 决定因素:由磁场决定, ●决定因素:由磁场决定,与F,I,L无关 , , 无关 是矢量:就是磁场的方向( 的方向不同) ●是矢量:就是磁场的方向(与F的方向不同) 的方向不同 单位:特斯拉( ), ),1T ●单位:特斯拉(T), = 1N / Am 匀强磁场: 匀强磁场:磁场区域中各点的 B 都相同 安培力: F=BIL 安培力: = 只适用于匀强磁场,且导体(电流) 只适用于匀强磁场,且导体(电流)垂直磁场 当导体与磁场成θ角时: = 当导体与磁场成 角时: F=BILsinθ 角时 它适用于导体(电流) 它适用于导体(电流)在磁场中任意放置的情形
三,磁场的磁感应强度与电流的关系 1,直线电流周围磁感应强度
B∝
I
γ
I γ
电流强度 该点距导线距离
2,通电螺线管内部匀强磁场的磁感应强度
B ∝ nI
I
电流强度 螺线管单位长度内的匝数 螺线管单位长度内的匝数
n
电流的磁场的立体,顶视,底视,正视图. 电流的磁场的立体,顶视,底视,正视图.
直线电流
2,环形电流周围磁场
安培力的实验
磁场对电流的作用力叫安培力
探究安培力的方向
实验表明:安培力的方向,磁场的方向,电流的方向, 实验表明:安培力的方向,磁场的方向,电流的方向,三
者之间遵从左手定则
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 (手心对准N极,手背对准S极),四指指向电流方向(既 正电荷运动的方向)则大拇指的方向就是导体受力方 向.
(做题小窍门,在做题的时候,一般横切面都是叉或点,只要记住, 有叉的话,左手手背在下面:是点的话,手心在下面,之后,手 指再对其电流方向,拇指就是受力方向了,自己拿题试试,很方 便)
小试牛刀: 小试牛刀:判断下图中通电导线受力的方向
B
N
F
S
F
正视图
小试牛刀: 小试牛刀:判断下图中通电导线受力的方向
磁通量
定义:在匀强磁场中垂直磁场放置一个平面, 定义:在匀强磁场中垂直磁场放置一个平面, 其磁感应强度B与这个面的面积S 其磁感应强度B与这个面的面积S的乘积叫做穿过这 个面的磁通量. 表示. 个面的磁通量.用 Φ 表示.
即:φ=BS
●意义:表示穿过这个面的磁感线的总条数 意义: ●是标量:但有正负 是标量: ),1 ●单位:韦伯(Wb), Wb = 1Tm 单位:韦伯( ), 公式只适用于匀强磁场, 公作用
磁化: 磁化: 退磁: 退磁:
猛烈敲击或加热
动手练
试用左手定则判断安培力的方向
× × × × × × × × × × × ×
I
B
× ×
I ×B
×
I2
N
I
S S
I1
3,匀强磁场的磁感应强度为B,矩形线框abcd, 匀强磁场的磁感应强度为B 矩形线框abcd, abcd 通有逆时针方向电流I 如图所示, ab=L1,ad=L2,通有逆时针方向电流I,如图所示, 若它能绕cd边转动: cd边转动 当线框平行磁感线时, 若它能绕cd边转动:(1)当线框平行磁感线时,各 边受到的磁场力为多大?穿过线框的磁通量为多大? 边受到的磁场力为多大?穿过线框的磁通量为多大? (2)当当线框垂直磁感线时,各边受到的磁场力为 当当线框垂直磁感线时, 多大?穿过线框的磁通量为多大? 多大?穿过线框的磁通量为多大? 2)当当线框与磁 感线成角θ 各边受到的磁场力为多大? 感线成角θ时,各边受到的磁场力为多大?穿过线框 的磁通量为多大? 的磁通量为多大?
思维训练
1T的匀强 1,如图所示, 在磁感应强度为1T的匀强 如图所示, 在磁感应强度为1T 磁场中, 有两根相同的弹簧, 磁场中, 有两根相同的弹簧, 下面挂一条 质量为0.1kg的金属棒MN, 0.1kg的金属棒 长0.5m, 质量为0.1kg的金属棒MN, 此时 弹簧伸长10cm, 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? 应通过的电流的大小和方向如何?
安培定则 安培定则: 安培定则: 让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致, 让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直 的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线 的方向. 的方向.
3,通电螺线管周围磁场
等效
安培定则: 安培定则: 用右手握住螺线管, 用右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向 跟电流方向一致, 跟电流方向一致,大拇指所指的方向就是螺线管内部磁 感线的方向. 感线的方向. 大拇指指向螺线管北极N (大拇指指向螺线管北极N)
一,奥斯特实验
——电流能够产生磁场. 电流能够产生磁场. 电流能够产生磁场 电流周围空间存在磁场 电流周围空间存在磁场 (1820年 丹麦----- 奥斯特) (1820年 丹麦----- 奥斯特) 二,直线电流周围磁场的分布 观察结果: 观察结果 磁感线为以导线上的各点 为圆心的同心圆,且在跟导线 为圆心的同心圆, 垂直的平面上. 垂直的平面上
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