磁场、安培力

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电流和磁场电流在磁场中受力的规律

电流和磁场电流在磁场中受力的规律在物理学中，电流和磁场之间存在一种特殊的相互作用关系。

根据安培力定律和洛伦兹力定律，我们可以推导出电流在磁场中受力的规律。

本文将详细介绍这一规律，并探讨其应用和影响。

一、安培力定律安培力定律是描述电流在磁场中受力的一条基本规律。

它表明，当电流通过一段导线时，所受的磁场力与电流的大小和方向以及磁场的大小和方向都有关系。

具体表达式如下：F = I * l * B * sinθ其中，F代表电流所受的力，I代表电流的大小，l代表导线长度，B代表磁场的大小，θ代表电流与磁场的夹角。

根据安培力定律，我们可以得出以下几点结论：1. 当电流方向与磁场方向平行时，电流所受的力为零。

2. 当电流与磁场成垂直方向时，电流所受的力最大。

3. 当电流方向与磁场方向夹角不为零时，电流所受的力大小为F = I * l * B * sinθ。

二、洛伦兹力定律洛伦兹力定律是描述磁场对带电粒子产生的力的规律。

在电流通过导线时，可以将导线中的电流看作是一系列带电粒子的集合。

根据洛伦兹力定律，电流在磁场中受到的总力等于各个带电粒子所受力的矢量和。

具体表达式如下：F = q * (v × B)其中，F代表电流所受的力，q代表电荷的大小，v代表电荷的速度，B代表磁场的大小和方向。

根据洛伦兹力定律，我们可以得到以下几点结论：1. 当电流方向与磁场方向平行时，电流所受的力为零。

2. 当电流与磁场成垂直方向时，电流所受的力最大。

3. 当电流方向与磁场方向夹角不为零时，电流所受的力大小为F =q * (v × B)。

三、应用和影响电流在磁场中受力的规律不仅仅是一种理论推导，它在实际应用中也具有重要的意义。

1. 电动机和发电机电动机和发电机是利用电流在磁场中受力的规律来实现能量转换和动力输出的设备。

通过利用安培力和洛伦兹力，电动机将电能转化为机械能，实现电动机的运转；而发电机则利用机械能转化为电能，实现电能的发电。

磁场力安培力

磁场力安培力学过初中物理的同学都知道，磁场是电流的一个源泉。

你们可曾想到，磁场也会有力呢？它的名字叫“安培力”。

那么什么是安培力呢？下面我给大家介绍一下。

一、安培力定义：安培力就是指电流在磁场里受到的一种作用力。

其实，我们生活中随处可见“安培力”，例如我们走路时脚与地面产生的摩擦力；桌椅、门、窗与地面等之间的摩擦力；风扇转动时产生的阻力……这些都是安培力在起作用。

二、安培力特点：（一）大小变化：安培力的大小与导体在磁场中的有效长度成正比。

（二）方向变化：安培力的方向是随着电流方向而变化的。

（三）随时间变化：不管电流怎样变化，安培力的方向始终不变。

三、安培力的大小与方向判断方法：将大拇指指向和磁感线垂直的方向，四指所指的方向为安培力的方向。

若安培力方向不变则是静磁场。

若安培力方向与电流方向一致，则是变化磁场。

（变化磁场中可能存在着匀速直线运动的物体，应该是匀速圆周运动或变速直线运动）1。

对于通电直导线在磁场中所受安培力，大小为安培力常量A=6.63×10-11N（ N为磁感应强度）。

2。

安培力的方向：安培力总是使导线围绕磁场以螺旋线的方式向右(顺时针)偏转。

3。

安培力的作用点在磁场中央（从电流的角度看），垂直纸面向外。

4。

安培力的大小由导线在磁场中所受安培力大小与导线的电流大小有关。

5。

安培力的作用效果跟导线在磁场中的有效长度L和导线电流I有关。

（ L越长， I越大，安培力越大；反之亦然） 6。

同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

7。

安培力的方向与导体棒中电流的方向垂直。

8。

两根平行金属导体之间的安培力不做功，不消耗电能。

二、安培力方向(a)。

垂直于磁感线b。

垂直于地面c。

垂直于磁场d。

切割磁感线。

三、磁场对电流的作用力的两种情况。

第一种情况：电流的方向与磁感线方向垂直，方向为沿着电流方向向左。

第二种情况：电流的方向与磁感线方向平行，方向为沿着电流方向向右。

因此磁场对电流的作用力为安培力或洛伦兹力，并且其方向与电流方向垂直。

磁场- 磁场安培力

磁场第一单元磁场安培力第1课时磁场及其描述要点一磁场、磁感即学即用1.如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针,静止时N极指向右,试判断电源的正负极.答案c端为正极,d端为负极要点二描述磁场的物理量即学即用2.关于磁感应强度B,下列说法中正确的是（）A.磁场中某点B的大小,跟放在该点的试探电流元的情况有关B.磁场中某点B的方向,跟放在该点的试探电流元所受磁场力方向一致C.在磁场中某点的试探电流元不受磁场力作用时,该点B值大小为零D.在磁场中磁感线越密集的地方,磁感应强度越大答案D题型1 用安培定则确定磁场方向或小磁针的转动方向【例1】如图所示,直导线AB、螺线管C、电磁铁D三者相距较远,它们的磁场互不影响,当开关S闭合稳定后,则图中小磁针的北极N（黑色的一端）指示出磁场方向正确的是（）A.aB.bC.cD.d答案BD题型2 磁感应强度的矢量性【例2】如图所示,同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2,通有大小相等、方向相反的电流,a、b两点与两导线共面,a点在两导线的中间与两导线的距离均为r,b点在导线2右侧,与导线2的距离也为r .现测得a 点磁感应强度的大小为B ,则去掉导线1后,b 点的磁感应强度大小为 , 方向 .答案 2B 垂直纸面向外题型3 类比迁移思想【例3】磁铁有N 、S 两极,跟正负电荷有很大的相似性,人们假定在一根磁棒的两极上有一种叫做“磁荷”的东西, N 极上的叫做正磁荷,S 极上的叫做负磁荷,同号磁荷相斥,异号磁荷相吸.当磁极本身的几何线度远比它们之间的距离小得多时,将其上的磁荷叫做点磁荷.磁的库仑定律是:两个点磁荷之间的相互作用力F 沿着它们之间的连线,与它们之间的距离r 的平方成反比,与它们磁荷的数量（或称磁极强度）q m 1、q m 2成正比,用公式表示为:F =221r q kq m m . （1）上式中的比例系数k =10-7 Wb /（A ·m ）,则磁极强度q m 的国际单位（用基本单位表示）是 .（2）同一根磁铁上的两个点磁荷的磁极强度可视为相等,磁荷的位置可等效地放在图（a ）中的c 、d 两点,其原因是 .（3）用两根相同的质量为M 的圆柱形永久磁铁可以测出磁极强度q m ,如图（b ）,将一根磁棒固定在光滑的斜面上,另一根与之平行放置的磁棒可以自由上下移动.调节斜面的角度为θ时,活动磁铁刚好静止不动.由此可知磁极强度q m 为多大?答案（1）A ·m（2）通过实验可以描绘出外部磁感线,所有磁感线延长后会交于这两点.磁棒的外部磁感线相当于由c 点发出后又聚集到d 点.（3）)cos 1(2sin 222d L d k mg +-αθ1.（2009·承德质检）取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图（a ）所示的螺线管,当在该螺线管中通以电流强度为I 的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B ,若将另一根长导线对折后绕成如图（b）所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为（）A.0B.0.5BC.BD.2B答案A2.如图所示,磁带录音机可用作录音,也可用作放音,其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b.下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述,正确的是（）A.放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应B.录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用D.放音和录音的主要原理都是电磁感应答案A3.实验室里可以用图甲所示的小罗盘估测条形磁铁磁场的磁感应强度.方法如图乙所示,调整罗盘,使小磁针静止时N极指向罗盘上的零刻度（即正北方向）,将条形磁铁放在罗盘附近,使罗盘所在处条形磁铁的方向处于东西方向上,此时罗盘上的小磁针将转过一定角度.若已知地磁场的水平分量B x,为计算罗盘所在处条形磁铁磁场的磁感应强度B,则只需知道,磁感应强度的表达式为B= .答案罗盘上指针的偏转角B x tanθ4.如图所示,在a、b、c三处垂直纸面放置三根长直通电导线,a、b、c是等边三角形的三个顶点,电流大小相等,a处电流在三角形中心O点的磁感应强度大小为B,求O处磁感应强度.答案 2B 方向平行ab连线向右。

磁场知识点总结-磁场-安培力

磁场知识点总结1.磁场（1）磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场. （2）磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.（3）磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷（或电流）之间通过磁场而发生的相互作用.（4）安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流即分子电流，分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体.（5）磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向（或者小磁针静止时N极的指向）就是那一点的磁场方向.2.磁感线（1）在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线.（2）磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，在内部，由S极到N极，磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.（3）几种典型磁场的磁感线的分布:①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极，管内可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.3.磁感应强度（1）定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，定义式B=F/IL.单位T，1T=1N/（A·m）.（2）磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向.（3）磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在，因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比.（4）磁感应强度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四边形定则，注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，并不是在该处的电流的受力方向.4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个:（1）地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近.（2）地磁场B的水平分量（Bx）总是从地球南极指向北极，而竖直分量（By）则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.（3）在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北.5★.安培力（1）安培力大小F=BIL.式中F、B、I要两两垂直，L是有效长度.若载流导体是弯曲导线，且导线所在平面与磁感强度方向垂直，则L指弯曲导线中始端指向末端的直线长度.（2）安培力的方向由左手定则判定.（3）安培力做功与路径有关，绕闭合回路一周，安培力做的功可以为正，可以为负，也可以为零，而不像重力和电场力那样做功总为零.6.★洛伦兹力（1）洛伦兹力的大小f=qvB，条件:v⊥B.当v∥B时，f=0.（2）洛伦兹力的特性:洛伦兹力始终垂直于v的方向，所以洛伦兹力一定不做功. （3）洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质，安培力是洛伦兹力的宏观表现.所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定.（4）在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用.7.★★★带电粒子在磁场中的运动规律在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下（电子、质子、α粒子等微观粒子的重力通常忽略不计），（1）若带电粒子的速度方向与磁场方向平行（相同或相反），带电粒子以入射速度v做匀速直线运动.（2）若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速率v做匀速圆周运动.①轨道半径公式：r=mv/qB ②周期公式: T=2πm/qB8.带电粒子在复合场中运动（1）带电粒子在复合场中做直线运动①带电粒子所受合外力为零时，做匀速直线运动，处理这类问题，应根据受力平衡列方程求解.②带电粒子所受合外力恒定，且与初速度在一条直线上，粒子将作匀变速直线运动，处理这类问题，根据洛伦兹力不做功的特点，选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等规律列方程求解.（2）带电粒子在复合场中做曲线运动①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.处理这类问题，往往同时应用牛顿第二定律、动能定理列方程求解.②当带电粒子所受的合外力是变力，与初速度方向不在同一直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，一般处理这类问题，选用动能定理或能量守恒列方程求解.③由于带电粒子在复合场中受力情况复杂运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中“最大”、“最高” “至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解.。

磁场安培力公式

磁场安培力公式
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。

磁场力和安培力

磁场力和安培力
磁场力和安培力是物理学中的基本概念，它们在电磁学中扮演着非常重要的角色。

磁场力是指磁场对带电粒子所施加的力，也就是洛伦兹力。

当带电粒子在磁场中运动时，磁场的方向和带电粒子的速度方向垂直，这时就会发生磁场力。

磁场力的大小与带电粒子的电量、速度和磁场强度有关。

安培力是指电流在磁场中所受到的力，也就是洛伦兹力。

当电流通过导线时，会产生磁场，而磁场又会对电流所在的导线施加力，这就是安培力。

安培力的大小与电流的大小、磁场的强度和导线的长度等因素有关。

磁场力和安培力是电磁学中非常重要的概念，它们不仅在基础物理学中有广泛应用，而且在工业、医学等领域也有着重要的应用。

例如，MRI（核磁共振成像）技术就是利用了磁场力和安培力的原理，通过对人体组织中的水分子进行磁共振来获取影像信息，用于诊断疾病。

- 1 -。

磁场基本概念、安培力

磁场基本概念、安培力磁场基本概念安培力一、基本概念1.磁场的产生: ⑴磁极周围有磁场。

⑵电流周围有磁场（奥斯特）。

安培提出分子电流假说（又叫磁性起源假说），认为磁极的磁场和电流的磁场都是由电荷的运动产生的。

（但这并不等于说所有磁场都是由运动电荷产生的，因为麦克斯韦发现变化的电场也能产生磁场。

）⑶变化的电场在周围空间产生磁场。

2.磁场的基本性质:磁场对放入其中的磁极和电流有磁场力的作用（对磁极一定有力的作用；对电流只是可能有力的作用，当电流和磁感线平行时不受磁场力作用）。

这一点应该跟电场的基本性质相比较。

3.磁场力的方向的判定:磁极和电流之间的相互作用力（包括磁极与磁极、电流与电流、磁极与电流），都是运动电荷之间通过磁场发生的相互作用。

因此在分析磁极和电流间的各种相互作用力的方向时，不要再沿用初中学过的“同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引”的结论（该结论只有在一个磁体在另一个磁体外部时才正确），而应该用更加普遍适用的：“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，或用左手定则判定。

4.磁感线⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。

磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。

磁感线的疏密表示磁场的强弱。

⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。

⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线：⑷安培定则（右手螺旋定则）：对直导线，通电直导线周围磁场通电环行导线周围磁场四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向。

5.磁感应强度IL FB （条件是匀强磁场中，或ΔL 很小，并且L ⊥B ）。

磁感应强度是矢量。

单位是特斯拉，符号为T ，1T=1N/（A ∙m ）=1kg/（A ∙s 2）6.磁通量:可以认为穿过某个面的磁感线条数就是磁通量。

二、安培力（磁场对电流的作用力）1.安培力方向的判定:左手定则例 1.磁场对电流的作用力大小为F ＝BIL （注意：L 为有效长度，电流与磁场方向应）．F 的方向可用定则来判定．试判断下列通电导线的受力方向．× × × × ．．．． × × × × ．．．． × × × × ．．．． × × × × ．．．． × B试分别判断下列导线的电流方向或磁场方向或受力方向．例2.如图所示，可以自由移动的竖直导线中通有向下的电流，不计通电导线的重力，仅在磁场力作用下，导线将如何移动？例 3. 条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会＿＿＿（增大、减小还是不变？）。

物理学霸笔记43 磁场(合磁场)性质和安培力

判断通电导线在磁场中的运动方向：
1．把弯曲导线分成很多直线电流元，先用左手定则判断
各电流元受力方向，然后判断整段导线所受合力的方向，
从而确定导线的运动方向。

2．环形通电导线等效为小磁针，根据小磁针受到的磁力
方向判断导线的受力和运动方向。

3．两平行直线电流间，同向电流互相吸引，反向电流相
互排斥。

三、安培力
1．公式：F
=BIL sinθ，安培力的大小取决于磁感应强度B、
A
电流强度I、导体长度L及直导体与磁场方向间的夹角θ，该公式一般只适用于匀强电场。

2．安培力的方向——左手定则
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在
同一个平面内；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。

注意：F⊥B且F⊥I，但I与B的方向可成任意夹角。

3．涉及安培力的力学综合问题，一般采取以下步骤解题：（1）选择适当的视角，将电流方向或磁场方向用“·”或“×”表示，使立体图转化为平面图；
（2）进行受力分析，特别要根据磁场特定分析好安培力；（3）根据平衡条件、牛顿第二定律或功能关系列方程解答。

，。

磁场中的安培力

磁场中的安培力
磁场中的安培力是物理学中一个重要的概念，它描述了电流在磁场中所受到的
力的作用。

安培力是由法国物理学家安培发现的，他的研究使得人们对电磁现象有了更深入的理解。

安培力是什么？
安培力是指电流在磁场中所受的力的大小和方向。

在一个磁场中，通过有电流
的导体会受到安培力的作用，这个力的方向和大小取决于电流的方向和磁场的方向。

如果电流方向和磁场方向相同，安培力将是吸引的；如果电流方向和磁场方向相反，安培力将是斥力的。

安培力的公式
安培力的大小可以用以下公式来计算：
\[ F = BIL \sin(\theta) \]
其中，$ F $ 是安培力的大小，$ B $ 是磁场的磁感应强度，$ I $ 是电流的
大小，$ L $ 是电流元素在磁场中的长度，$ \theta $ 是磁场和电流方向之间的
夹角。

安培力的应用
安培力在许多领域有着广泛的应用。

举例来说，在电动机中，通过控制电流和
磁场的方向，可以产生一个旋转的安培力，从而驱动电动机的运转。

在电磁铁中，安培力可以用来吸附金属物体，实现吸附和释放的功能。

此外，安培力还在发电机、变压器等电气设备中起着重要作用。

结论
磁场中的安培力是电流在磁场中受到的力的表现形式，它的大小和方向取决于
电流和磁场的相互作用。

安培力的发现和应用推动了电磁学的发展，为现代科学技术的进步做出了重要贡献。

通过深入研究安培力的原理和应用，我们可以更好地理解电磁现象的发生和而知识。

磁场与安培力练习题

磁场与安培力练习题在物理学中，磁场与安培力是一个重要的概念和知识点。

为了更好地理解和掌握这部分内容，我们来通过一些练习题进行深入的探讨。

首先，让我们回顾一下磁场的基本概念。

磁场是一种由磁体或电流产生的物理场，它对处于其中的磁极或电流会产生力的作用。

而安培力则是指磁场对电流的作用力。

一、选择题1、一根通有电流的直导线放在匀强磁场中，所受安培力的方向一定（）A 跟电流方向垂直，跟磁场方向垂直B 跟电流方向垂直，跟磁场方向平行C 跟电流方向平行，跟磁场方向垂直D 跟磁场方向相同答案：A解析：安培力的方向既垂直于电流方向，又垂直于磁场方向，所以A 选项正确。

2、关于安培力的大小，下列说法正确的是（）A 安培力的大小跟电流成正比B 安培力的大小跟磁场强度成正比C 安培力的大小跟电流和磁场的夹角有关D 安培力的大小跟导线的长度成正比答案：C解析：安培力的大小 F ＝BILsinθ，其中 B 为磁场强度，I 为电流，L 为导线长度，θ 为电流与磁场的夹角。

所以安培力的大小与电流、磁场强度、导线长度以及电流和磁场的夹角都有关，C 选项正确。

3、如图所示，两根平行放置的长直导线 a 和 b 中通有大小相同、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 受到的磁场力大小变为 F2，则此时 b 受到的磁场力大小为（）A F2B F1 F2C F1 ＋ F2D 2F1 F2答案：A解析：两根平行放置的长直导线中通有大小相同、方向相反的电流时，它们之间相互作用力大小相等，方向相反。

当加入匀强磁场后，a 受到的磁场力大小发生变化，但 b 受到的磁场力大小仍与 a 变化后的磁场力大小相等，即 F2 ，A 选项正确。

二、填空题1、一根长为 02m 的直导线，通有 2A 的电流，放在磁感应强度为05T 的匀强磁场中，受到的安培力大小最大为____N。

答案：02解析：当电流方向与磁场方向垂直时，安培力最大，F ＝ BIL ＝05×2×02 ＝ 02 N 。

高三物理磁场的描述及安培定则、安培力知识精讲通用版

高三物理磁场的描述及安培定则、安培力知识精讲通用版【本讲主要内容】磁场的描述及安培定则、安培力磁场、磁感线、安培定则、磁感应强度、磁场对电流的作用——安培力【知识掌握】【知识点精析】1. 磁场：是存在于磁体、电流（运动电荷）周围的特殊物质，其基本性质是对放入其中的磁极和运动电荷（电流）有力的作用。

磁场的方向规定为：在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向。

例1. 磁场中任意一点的磁场方向为小磁针在该点（）A. 北极受磁场力的方向B. 南极受磁场力的方向C. 静止时小磁针北极的指向D. 受磁场力的方向解析：磁场的方向是人为规定的，我们必须尊重这一规定；还要注意，受磁场力的方向和小磁针北极指向的不同，静止以后的指向才和受力方向一致。

故AC选项正确。

2. 磁感线：磁感线是为了直观形象的描述磁场而人为地画出的一族有方向的曲线（在磁场中并不真的存在）。

磁感线上任一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同；磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，反之越弱。

此外，磁感线还有以下两个性质：（1）磁感线是闭合曲线，不中断。

（2）任何两条磁感线都不相交，不相切。

例2. 关于磁感线的叙述正确的是（）A. 磁感线始于磁铁N极，终止于S极B. 磁感线是由铁屑规则地排列而成的曲线C. 磁感线上某点切线方向即该点磁场方向D. 磁感线是为描述磁场引入的假想的线，实际上并不存在于磁场中答案：CD3. 电流的磁场、安培定则（1）磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。

（2）安培定则：电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：①直线电流：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

②环形电流：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是环形导线中心轴线上磁感线的方向。

磁场对通电导线的作用—安培力

图3-2-6给出一个直流电动机的工作模型，它由磁场（磁体）、转动线圈、滑环、电刷及电源组成。其中，滑环分成两个半圆环A与B，当电流由A流入B时，则从B流出；当电流由B流入时，则从A流出。因此，滑环在其中起到了一个换向器的作用。当线圈通电后，由于受到安培力的作用，线圈在磁场中旋转起来。这就是电动机的工作原理。
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：

通电导线在磁场中受到的力

第四节通电导线在磁场中受到的力第一部份一、安培力：通电导线在磁场中受到的力叫做安培力。

二、安培力大小①F BIL =（磁感线方向和电流方向垂直） ②0F =（磁感线方向和电流方向平行）③sin F BIL θ=（磁感线方向和电流方向夹角为θ） 3、安培力方向左手定那么：如下图，伸出左手，四指并拢，使大拇指和其余四指垂直，而且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向沿电流方向，那么大拇指所指方向确实是通电导线所受安培力的方向．专题一左力右磁场分析安培力方向两步走分析安培力方向 ①磁感线垂直穿左掌心 ②四指指电流方向拇指指安培力方向IB FI BFIBIFF专题二FBI之间夹角①F必然与另外两个东西（BI）垂直②但另外两个东西（BI）不必然垂直（能够平行、能够有一样夹角）专题三弯曲通电导线受到的安培力计算F BIL=其中L取有效长度——初末位置连线长度（1）折线形直导线（每条边长L时？总长L时？）60ο90ο120ο（2）圆弧形直导线半圆四分之一圆（3）闭合导线4、平行通电导线间的彼此作用同向电流彼此吸引、反向电流彼此排斥五、磁电式电流表（1）磁电式电流表的构造：刻度盘、指针、蹄形磁铁、极靴（软铁制成）、螺旋弹簧、线圈、圆柱形铁芯（软铁制成）。

ABI IA B II铁芯、线圈和指针是一个整体能够转动。

(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散布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平稳时，线圈停止转动。

（2）磁场对电流的作使劲与电流成正比，因此线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因此依照指针的偏转角度的大小，能够明白被测电流的强弱。

第四节磁场对载流体的作用力---安培力

Id(BS cos) Idm
a(b) d
f
B
ab
在一有限过程中，磁力矩所作的功
A 2 BIS sin d 2 Id I
1
1
上述公式也适用于非均匀磁场
求此段载流导线受的磁力。
解
在电流上任取电流元
Idl
dF Idl B
dFx IBdl sin IBdy
dFy IBdl cos IBdx
0
Fx
IBdy 0
0
L
Fy 0 IBdx IBL
y
× dF
×
I
Idl
× F×
O
L
Ax
F I dl B IOA B
相当于一根载流直导线在匀强磁场中受力，方向沿y 向。
整个线圈所受的合力： F f1 f2 f3 f4
f1 f3
线圈向左做平动
f1 f3
三、均匀磁场对载流线圈的作用
FDA
在均匀磁场中的刚性矩形载流线圈已知载流线圈受的合力为零
FDA FBC l1BI sin
（方向相反在同一直线上）
A l1 I
l2
D
n
B
C
FCD FAB BIl2
Idl
B
(2) 若磁场为匀强场
F Idl B
在匀强磁场中的闭合电流受力
F Idl B 0
二、无限长平行直导线间的作用
设有两条平行载流长直导线AB与CD，
其间距离为d，电流分别为，I1 I2
方向相同，d 与导线长度相比很小，因此
可视为无限长。
在CD上取电流元
I 2dl 2
，其所受力为：
讨论 (1) 线圈所受的力矩 —— 运动趋势

磁场及安培力

1 .磁场(1)磁场:磁极、电流和运动电荷周围存在的一种物质，对放入其中的磁体有力的作用，所有磁体之间的相互作用都是通过磁场发生的，所有磁现象都起源于电荷运________(2)磁场的方向：规定在磁场中任一点小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时的北极所指的方向; 磁场方向也和磁感应强度方向、磁感线在该处的切线方向一致。

2 .磁感线(1)磁感线：为了形象的研究磁场而引入的一束假象曲线，并不客观存在，但有实验基础。

(2)磁感线特点：①磁感线的疏密程度能定性的反映磁场的强弱分布、磁感线上任一点的切线方向反映该点的磁场方向。

②磁感线是不相交的闭合曲线。

3 . 几种常见的磁场的磁感线(1 )条形磁铁磁感线、蹄形磁铁磁感线(2) 直线电流的磁感线(3) 通电螺旋管的磁感线(4) 环形电流的磁感线(5) 地磁场的磁感线(6) 匀强磁场的磁感线3 .磁感应强度(1)磁感应强度是用来表示磁场强弱和方向的物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力与电流元的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，用符号B表示，即B = F IL，磁感应强度的单位为特斯拉。

国际符号T o(2)磁感应强度是矢量。

磁场中某点的磁感应强度方向是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向；磁感应强度的大小由磁场本身决定，与放入磁场中的电流无关。

第2课时磁场对电流的作用1.安培力——磁场对电流的作用力(1)安培力的大小当B、I、L两两相互垂直时， F = BIL ;当B与I平行时F=0;当B与I成0角时，则F = BILsin 0注意：①适用于任何磁场；但只有匀强磁场才能直接相乘②L应为有效长度，即图中两端点连线的长度(如图8-2-1所示)，相应的电流方向沿L由始端流向$18-1-6末端。

因为任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，所以通电以后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和为零。

2）安培力的方向用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使四指指向电流方向^那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向，安培力的方向与B和I所决定的平面垂直。

磁场对通电导体的作用——安培力

（2）与通电导体棒在磁场中的长度L有关．
保持导体棒在磁ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中所处的位置及方向不变，电流大小也不变，改变通电电流部分的长度．学生观察实验现象．导体棒摆动的角度大小随通电导体棒长度而改变，棒长、摆角大；棒短，摆角小．实验结论：垂直于磁场方向的通电导体棒，受到的磁场的作用力的大小与导体棒在磁场中的长度有关，棒长、作用力大；棒短，作用力小．
（3）与导体在磁场中的放置方向有关．
保持电流的大小及通电导线的长度不变，改变导线与磁场方向的夹角，当夹角为0°时，导线不动，即电流与磁场方向平行时不受安培力作用；当夹角增大到 90°的过程中，导线摆角不断增大，即电流与磁场方向垂直时，所受安培力最大；不平行也不垂直时，安培力 I与B的夹角大小介于 0和最大值之间。
应该注意的是：若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直；若电流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向．
使导体棒平动
导体棒在竖直方向上运动
F
I
G
G
可调节B mg=BIL 改良措施：可在导体棒两侧加两片薄纸板或透明塑料，不影响磁场，让导体棒在一个很小的水平范围内动，竖直方向仍可自由运动。
可调节I
导体棒摆动
.
F G
T
不会马上达到稳定，会在平衡位置往复运动，幅度越来越小，最后达到平衡。
F
I
使导体棒转动
B
有磁场通电导体研究安培定则
有磁场不通电切割磁感线研究法拉第电磁感应定律
通电导体棒在磁场中的运动实验
马玉清 100113219
磁场对电流的作用力通常称为安培力。这是为了纪念法国物理学家安培（1775-1836），他研究磁场对电流的作用力有杰出的贡献。

磁场(二)安培力

磁场（二）磁场对电流的作用一、安培力-------通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力．1.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．2.安培力的计算公式：F＝BILsinθ（θ是I与B的夹角）；通电导线与磁场方向垂直时，即θ＝900，此时安培力有最大值；通电导线与磁场方向平行时，即θ＝00，此时安培力有最小值，F=0N;00＜B＜900时，安培力F介于0和最大值之间.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②非匀强磁场中极短的导体近似适用（如对电流元）③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)【例1】如图所示，在光滑的水平桌面上，有两根弯成直角相同金属棒，它们的一端均可绕固定转轴O自由转动，另一端 b互相接触，组成一个正方形线框，正方形边长为 L，匀强磁场的方向垂直桌面向下，磁感强度为 B．当线框中通以图示方向的电流时，两金属棒b点的相互作用力为f此时线框中的电流为多少？I=2f／BL二、左手定则1.用左手定则判定安培力方向的方法：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的方向既与磁场方向垂直，又与通电导线垂直,即F跟BI所在的面垂直．但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．【例2】质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ．有电流时aB恰好在导轨上静止，如图所示，如图10—19所示是沿ba方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是（AB）【例3】在同一平面内有两根平行的通电导线a与b，关于它们相互作用力方向的判断．正确的是（）A．通以同向电流时，互相吸引 B．通以同向电流时，互相排斥C．通以反向电流时，互相吸引 D．通以反向电流时，互相排斥【例4】如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如图所示方向电流时（）A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用二、安培力的的综合应用1、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）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．【例5】.如图在条形磁铁N极处悬挂一个线圈，当线圈中通有逆时针方向的电流时，线圈将向哪个方向偏转？右偏转。

磁场与安培力

安培力作用下运动趋势的判断
1、微元法：
将通电导线分成无数小段，分析每段的受力特征，合成得到合力的特征从而确定运动趋势。
2、特殊位置法：根据导体的运动趋势，将其运动至特殊位置进而分析其受力特征
3、等效法：可将环形电流与小磁针；通电螺线管与条形磁铁进行相互等效。
4、结论法：利用磁体与磁体相互作用的规律；电流与电流相互作用的规律直接判断运动趋势。与等效法结合使用。
2、特殊位置法：根据导体的运动趋势，将其运动至特殊位置进而分析其受力特征
安培力作用下运动趋势的判断
一个具有弹性的通电线圈通以恒定的电流，电流方向如图所示（从右看逆时针）。并用绝缘细线悬挂在天花板上可自由摆动。在通电线圈的轴线上左侧放置一个条形磁铁，N极正对着线圈，分析线圈的运动趋势：
１、会靠近磁铁还是远离磁铁？ 2、线圈自身会扩张还是收缩？
5、转换研究对象法：利用作用力与反作用力的关系，先分析导线受力进而分析磁体受力
三个相同的通电直导线abc，通以相同的电流并平行放置，且间距相等，分别分析其各自连线的中点ABC，及其中心O点的磁感应强度的方向。
a
×
Ba A
×
b
Bc
BaBb O
Bc Ba
B Bc Bb
Ba
BcBb
C Bb
×c
磁场的叠加
四个相同的通电直导线ABCD，通以相同的电流I并相互垂直
放置，两两间距为d，abc三点距相近各导线的距离都相等，
1、磁感应强度的方向：
可自由转动的小磁针在磁场中静止时N极的指向就是磁场的方向。
2、磁感应强度的大小：
探究通电导线在磁场中的受力
FI FL
F kIL

安培力和磁场方向一定垂直吗

安培力和磁场方向一定垂直吗
在物理学中，安培力和磁场之间的关系一直是研究的重要课题。

安培力是指当导体中的电流受到磁场影响时所表现出来的力。

根据安培力的定义，它的方向与磁场的方向和电流方向有着密切的关系。

但是，安培力和磁场方向一定垂直吗？
安培力的基本原理
安培力的方向由安培右手定则来确定。

根据安培右手定则，将大拇指指向电流的方向，四指指向磁场的方向，那么手心方向就是安培力的方向。

这个定则确保了安培力与磁场和电流方向之间的关系。

在一个导体中通过电流时，电子会受到磁场的作用而受到力的影响，这也是安培力产生的原因。

这个力的大小与电流强度、导体长度和磁场强度都有关系。

磁场与安培力的方向是否垂直
根据安培右手定则，我们得知安培力的方向与磁场和电流方向有关。

如果电流方向与磁场方向垂直，那么安培力和磁场方向也将会垂直。

然而，如果电流和磁场的方向不垂直，那么安培力和磁场方向不一定垂直。

在这种情况下，安培力和磁场方向将会根据安培右手定则来确定，可能会呈现一定的角度关系。

总结
安培力和磁场方向并不一定垂直，它们之间的关系取决于电流方向和磁场方向的关系。

在特定的情况下，安培力和磁场的方向可能会垂直，但并不是一定如此。

通过安培右手定则来确定安培力和磁场的关系是物理学中的基本方法之一。

物理学家通过对安培力和磁场关系的研究，不断拓展我们对物质世界的认识，帮助我们更好地理解自然界中的现象和规律。

安培力和磁场之间的关系值得我们进一步深入研究和探索。