北师大版九年级物理全册-14.5磁场对通电导线的作用力(共32张PPT)
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即F=ILB1 将B1=Bsinθ代入得 F=ILBsinθ
0o
F 0
90O FIBL
二、安培力的大小 公式： F=ILBsinθ θ表示磁场方向与电流方向间的夹角 在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场
问题:若B与I不垂直时，F安与B和I方向关系可 以概括为那句话？这时左手定则对磁感应线
有何要求？
B
F
I
如图所示，蹄形磁体用悬线悬于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 )
A．静止不动
B．向纸外平动
C．N极向纸外，S极向纸内转动
D．N极向纸内，S极向纸外转动
两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，
其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所
3、了解磁电式电流表的内部构造的原理。 （二）过程与方法
通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向 和大小的计算。培养学生的间想像能力。
（三）情感态度与价值观
使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的 共性的认识事物的一种重要的科学方法.并通过对 磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理 知识之间的联系。
通有电流为I的直导线ab，电流方向从a到b，则
导线所受磁场力大小和方向如何？并将立体图改
画为平面图
B
B
b
α
z
b Oα
α
b ya
a
α
α x
a
BB
B α
F
B
α
F
F αy xB
F α
B
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，下面挂一条长为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？
B I
B I
BI
30 °
0
0.02N
0.02N
水平向右
垂直导线
斜向左上方
如图所示，直角三角形abc组成的导线框内通 有电流I＝1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B ＝2T中，AC=40cm，a30o ，求三角形框架各边 所受的安培力。
Fbc 0N
FabFac0.6N 9
c
b
I
a
B
在图中，匀强磁场磁感应强度为B，有一段长L，
I
θ
如图所示导线abcd置于坚直向上的匀强磁场中,可绕OO`
轴转动,导线通电后向纸外偏离竖直方向α角而平衡,如
果改用密度为原来1/2的导线,要使该导线在原来位置平
衡,下列方法可采用的是( ACD )
A.将磁感强度改为原来的1/2
B.将bc边的长度改为原来的1/2
C.将电流强度减为原来的1/2
D.将ab和cd两边的长度减为原来的1/2
示电流后，cd导线将（ D）
a
A.顺时针方向转动，同时靠近ab
c
d
B.逆时针方向转动，同时离开ab
b
C.顺时针方向转动，同时离开ab
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放 入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示， 已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线 所受安培力的大小和方向
《磁场对通电导线 的作用力》
教学目标
（一）知识与技能
1、知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培 力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断---左手定则。知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地 判定安培力的方向，并会用它解答有关问题.
2、会用安培力公式F=BIL解答有关问题. 知道电流方向与 磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方 向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL.
O
a
d
O`
α
α
b
cB
［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 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 的力矩相平衡时，线圈停 止转动。
2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而 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，因而根据指针 的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。
表盘的刻度均匀，θ∝I 3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的 方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化， 所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流 的方向。
C.适当增大电流
M
N
D.使电流反向
如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面 水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线，电 流方向垂直纸面向里，欲使导线静止在斜面上，
外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是( BC )
A.B=mgsinθ/IL，方向垂直斜面向下 B.B=mgtan/IL，方向竖直向下 C.B=mg/IL，方向水平向左 D.B=mgcosθ/IL，方向水平向左
用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方
向时,通电直导线A所受的安培力方向水平
向右.
B
A
I
I
如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,
线圈将会( A )
A.纵向收缩,径向膨胀
B.纵向伸长,径向膨胀
纵向
C.纵向伸长,径向收缩
D.纵向收缩,径向收缩
把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它 的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成 如图所示的电波,当开关接通后,将看到的现象
即： F=ILB
（2）平行时：F＝0
B
问题:如果既不平行也不垂直呢？
θ
I
二、安培力的大小 通电直导线与磁场方向不垂直的情况 把磁感应强度B分解为两个分量： B1
一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ
B B2
θ
I
平行于导线的分量B2不对通电导线产生作 用力，通电导线所受作用力仅由B1决定
二、重点与难点：
重点：安培力的方向确定和大小的计算。
难点：左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不 垂直时，左手定则如何变通使用）。
三、教具：磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、 滑动变阻器、多媒体。
通电导线在磁场中受到的力称为安培力
一、安培力的方向
演示：按照右图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向，观察受 力方向是否改变。 2、上下交互磁场的位置以改变磁场 的方向，观察受力方向是否变化
受的安培力大小变化是( B )
A.逐渐变大
B.先变大后变小
I
C.逐渐变小
B
D.先变小后变大
如图所示，MN是一条水平放置的固定长直导线,
导线中通有大小不一为I1,方向如图所示的电
流.P是一个通有电流I2的,与MN共面的金属圆环,
圆环P在磁场作用下将( B )
A.沿纸面向上运动
I2 P
B.沿纸面向下运动 C.上半部垂直纸面向外,
下半部垂直纸面向里转动
I1
M
N
D.上半部垂直纸面向里,
下半部垂直纸面向外转动
如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软
导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂
直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向
从M流向N，些时悬线上有拉力，为了使拉力等于
零，可以( C )
a
b
A.适当减小磁感应强度
B.使磁场反向
关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法正
确的是(BCD)
A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用
B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定 跟磁场方向垂直
C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定 跟电流方向垂直
D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂于 由B和I所确定的平面
磁场中某处的磁感线如图所示( B )
A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<Bb C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处大 D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处小
b a
如图所示，通电直导线A与贺形通电导线环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 右 的安培力作
是( C )
A.弹簧向上收缩
S
B.弹簧被拉长
C.弹簧上下振动
D.弹簧仍静止不动
如图所示，导线abc为垂直折线,其中电流
为I,ab=bc=L,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
如图所示，将通电导线圆环平行于纸面缓慢地 坚直向下放入水平方向垂直纸面各里的匀强磁 场中,则在通电圆环完全进入磁场的过程中,所
判定以下通电导线所受安培力的方向
B
I F I
B I
B
B
FI
B
α
α
B
F
B
F
BI
I
I
30 F
°
α
问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间 会通过磁场发生相互作用
结论: 同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。
用学过的知识加以判断
同向电流
反向电流
F
F
FF
二、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。
I
F FI
B
B
I
F FI
B
B
F、B、I方向关系 遵循左手定则
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 和磁场所在的平面
B
I
示意图
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 掌在同一平面内;让磁感应线从 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
2A，方向从M到N
B
M
N
I
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）。
.
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
［问题］电流表中磁场分布有何特点呢？ 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.
所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长 线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置， 线圈平面与磁感线之间的பைடு நூலகம்角都是零度.
0o
F 0
90O FIBL
二、安培力的大小 公式： F=ILBsinθ θ表示磁场方向与电流方向间的夹角 在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场
问题:若B与I不垂直时，F安与B和I方向关系可 以概括为那句话？这时左手定则对磁感应线
有何要求？
B
F
I
如图所示，蹄形磁体用悬线悬于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 )
A．静止不动
B．向纸外平动
C．N极向纸外，S极向纸内转动
D．N极向纸内，S极向纸外转动
两条导线互相垂直，但相隔一小段距离，
其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所
3、了解磁电式电流表的内部构造的原理。 （二）过程与方法
通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向 和大小的计算。培养学生的间想像能力。
（三）情感态度与价值观
使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的 共性的认识事物的一种重要的科学方法.并通过对 磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理 知识之间的联系。
通有电流为I的直导线ab，电流方向从a到b，则
导线所受磁场力大小和方向如何？并将立体图改
画为平面图
B
B
b
α
z
b Oα
α
b ya
a
α
α x
a
BB
B α
F
B
α
F
F αy xB
F α
B
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，下面挂一条长为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？
B I
B I
BI
30 °
0
0.02N
0.02N
水平向右
垂直导线
斜向左上方
如图所示，直角三角形abc组成的导线框内通 有电流I＝1A，并处在方向竖直向下的匀强磁场B ＝2T中，AC=40cm，a30o ，求三角形框架各边 所受的安培力。
Fbc 0N
FabFac0.6N 9
c
b
I
a
B
在图中，匀强磁场磁感应强度为B，有一段长L，
I
θ
如图所示导线abcd置于坚直向上的匀强磁场中,可绕OO`
轴转动,导线通电后向纸外偏离竖直方向α角而平衡,如
果改用密度为原来1/2的导线,要使该导线在原来位置平
衡,下列方法可采用的是( ACD )
A.将磁感强度改为原来的1/2
B.将bc边的长度改为原来的1/2
C.将电流强度减为原来的1/2
D.将ab和cd两边的长度减为原来的1/2
示电流后，cd导线将（ D）
a
A.顺时针方向转动，同时靠近ab
c
d
B.逆时针方向转动，同时离开ab
b
C.顺时针方向转动，同时离开ab
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放 入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示， 已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导线 所受安培力的大小和方向
《磁场对通电导线 的作用力》
教学目标
（一）知识与技能
1、知道什么是安培力。知道通电导线在磁场中所受安培 力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断---左手定则。知道左手定则的内容，会用左手定则熟练地 判定安培力的方向，并会用它解答有关问题.
2、会用安培力公式F=BIL解答有关问题. 知道电流方向与 磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方 向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL.
O
a
d
O`
α
α
b
cB
［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 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 的力矩相平衡时，线圈停 止转动。
2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而 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，因而根据指针 的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。
表盘的刻度均匀，θ∝I 3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的 方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化， 所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流 的方向。
C.适当增大电流
M
N
D.使电流反向
如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面 水平放置一根长为L、质量为m的通电直导线，电 流方向垂直纸面向里，欲使导线静止在斜面上，
外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是( BC )
A.B=mgsinθ/IL，方向垂直斜面向下 B.B=mgtan/IL，方向竖直向下 C.B=mg/IL，方向水平向左 D.B=mgcosθ/IL，方向水平向左
用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方
向时,通电直导线A所受的安培力方向水平
向右.
B
A
I
I
如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,
线圈将会( A )
A.纵向收缩,径向膨胀
B.纵向伸长,径向膨胀
纵向
C.纵向伸长,径向收缩
D.纵向收缩,径向收缩
把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来,使它 的下端刚好跟杯里的水银面接触,并使它组成 如图所示的电波,当开关接通后,将看到的现象
即： F=ILB
（2）平行时：F＝0
B
问题:如果既不平行也不垂直呢？
θ
I
二、安培力的大小 通电直导线与磁场方向不垂直的情况 把磁感应强度B分解为两个分量： B1
一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ
B B2
θ
I
平行于导线的分量B2不对通电导线产生作 用力，通电导线所受作用力仅由B1决定
二、重点与难点：
重点：安培力的方向确定和大小的计算。
难点：左手定则的运用（尤其是当电流和磁场不 垂直时，左手定则如何变通使用）。
三、教具：磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、 滑动变阻器、多媒体。
通电导线在磁场中受到的力称为安培力
一、安培力的方向
演示：按照右图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向，观察受 力方向是否改变。 2、上下交互磁场的位置以改变磁场 的方向，观察受力方向是否变化
受的安培力大小变化是( B )
A.逐渐变大
B.先变大后变小
I
C.逐渐变小
B
D.先变小后变大
如图所示，MN是一条水平放置的固定长直导线,
导线中通有大小不一为I1,方向如图所示的电
流.P是一个通有电流I2的,与MN共面的金属圆环,
圆环P在磁场作用下将( B )
A.沿纸面向上运动
I2 P
B.沿纸面向下运动 C.上半部垂直纸面向外,
下半部垂直纸面向里转动
I1
M
N
D.上半部垂直纸面向里,
下半部垂直纸面向外转动
如图所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软
导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂
直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向
从M流向N，些时悬线上有拉力，为了使拉力等于
零，可以( C )
a
b
A.适当减小磁感应强度
B.使磁场反向
关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法正
确的是(BCD)
A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用
B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定 跟磁场方向垂直
C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定 跟电流方向垂直
D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂于 由B和I所确定的平面
磁场中某处的磁感线如图所示( B )
A.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba>Bb B.a、b两处的磁感应强度的大小不等,Ba<Bb C.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处大 D.同一通电导线放在a处受力一定比放在b处小
b a
如图所示，通电直导线A与贺形通电导线环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 右 的安培力作
是( C )
A.弹簧向上收缩
S
B.弹簧被拉长
C.弹簧上下振动
D.弹簧仍静止不动
如图所示，导线abc为垂直折线,其中电流
为I,ab=bc=L,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
如图所示，将通电导线圆环平行于纸面缓慢地 坚直向下放入水平方向垂直纸面各里的匀强磁 场中,则在通电圆环完全进入磁场的过程中,所
判定以下通电导线所受安培力的方向
B
I F I
B I
B
B
FI
B
α
α
B
F
B
F
BI
I
I
30 F
°
α
问题：如图所示，两条平行的通电直导线之间 会通过磁场发生相互作用
结论: 同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。
用学过的知识加以判断
同向电流
反向电流
F
F
FF
二、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。
I
F FI
B
B
I
F FI
B
B
F、B、I方向关系 遵循左手定则
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 和磁场所在的平面
B
I
示意图
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 掌在同一平面内;让磁感应线从 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
2A，方向从M到N
B
M
N
I
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）。
.
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
［问题］电流表中磁场分布有何特点呢？ 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.
所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长 线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置， 线圈平面与磁感线之间的பைடு நூலகம்角都是零度.