通电导线在磁场中受力课件
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通电导线在磁场中受到的力课件
很短的通电导线。
【例题2】 如图所示,导线ABC为垂直折线,其中电流为
I,AB=BC=L,导线所在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应
强度为B,求:
(1)导线ABC所受安培力的大小和方向。
(2)若把两段导线折成半圆形(如图所示),则导线ABC所受的安培
力是多少?
解析:(1)方法一:AB 段所受的安培力大小
B⊥=Bsin θ,B∥=Bcos θ,其中B∥不产生安培力,导线受的安培力只是
B⊥产生的,因此又得到F=BILsin θ,这是一般情况下安培力的表达
式。
三、磁电式电流表
1.原理:通电线圈在磁场中受到安培力而偏转,线圈偏转的角度越大,
被测电流就越大,根据线圈偏转的方向可以知道被测电流的方向。
2.构造:软铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。
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或运动趋势
【例题3】
有一自由的矩形导体线圈,通以电流I'。将其移入通以恒定电流I
的长直导线的右侧。其ab与cd边跟长直导体AB在同一水平面内且
互相平行,如图所示。试判断将该线圈从静止开始释放后的受力和
运动情况。(不计重力)
解析:
利用左手定则判断。先画出直线电流的磁场在矩形线圈所在处
的磁感线分布,由右手螺旋定则确定其磁感线的方向垂直纸面向里,
【例题2】 如图所示,导线ABC为垂直折线,其中电流为
I,AB=BC=L,导线所在的平面与匀强磁场垂直,匀强磁场的磁感应
强度为B,求:
(1)导线ABC所受安培力的大小和方向。
(2)若把两段导线折成半圆形(如图所示),则导线ABC所受的安培
力是多少?
解析:(1)方法一:AB 段所受的安培力大小
B⊥=Bsin θ,B∥=Bcos θ,其中B∥不产生安培力,导线受的安培力只是
B⊥产生的,因此又得到F=BILsin θ,这是一般情况下安培力的表达
式。
三、磁电式电流表
1.原理:通电线圈在磁场中受到安培力而偏转,线圈偏转的角度越大,
被测电流就越大,根据线圈偏转的方向可以知道被测电流的方向。
2.构造:软铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。
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或运动趋势
【例题3】
有一自由的矩形导体线圈,通以电流I'。将其移入通以恒定电流I
的长直导线的右侧。其ab与cd边跟长直导体AB在同一水平面内且
互相平行,如图所示。试判断将该线圈从静止开始释放后的受力和
运动情况。(不计重力)
解析:
利用左手定则判断。先画出直线电流的磁场在矩形线圈所在处
的磁感线分布,由右手螺旋定则确定其磁感线的方向垂直纸面向里,
通电导线在磁场中受到的力 课件
考点三 安培力作用下导体的运动问题 [想一想]通电导体在安培力作用下怎样运动?有哪些方法可用来判断导体的运 动情况?
[要点总结] 不管是电流还是磁体,对通电导线的作用都是通过磁场来实现的,因此必须要清 楚导线所在位置的磁场分布情况,然后结合左手定则准确判断导线的受力情况或 将要发生的运动,在实际操作过程中,往往采用以下五种方法:
[要点总结] 电流所受的安培力的方向既跟磁场的方向垂直,又跟电流的方向垂直,所以安培 力总是垂直于磁感线和通电导线所确定的平面. F⊥B,F⊥L,但L与B不一定垂直.
例1 画出图3-4-2中通电直导线A受到的安培力的方向. 图3-4-2
如图所示
[解析] (1)中电流与磁场垂直,由左手定则可
判断出A所受安培力方向如图甲所示.
圈左、右两边所受的安培力的方向相反,于是架在
轴上的线圈就要转动,通过转轴收紧螺旋弹簧使其
变形,反抗线圈的转动,从线圈偏转的角度就能判断
通过的电流
大小.根据指针的偏转方向,可以知
道被测电流 的方向.
图3-4-1
考点一 安培力方向的判定 [想一想] 静电力与电场强度的方向在同一直线上,安培力和磁感应强度的方向 也在同一直线上吗?怎样判定安培力的方向?
例3 半径为R的半圆形导线框放在如 图3-4-5所示的匀强磁场中,电流大小为I, 磁感应强度为B,则导线框所受的安培 力为多大?
通电导线在磁场中受到的力 课件
的磁场力的方向
Βιβλιοθήκη Baidu
3.两平行通电直导线的相互作用规律：同向电流互相吸引，反向 电流互相排斥。
应用左手定则时，磁感线不一定要垂直穿过掌心，磁感线的 方向要与大拇指垂直，不一定与四指垂直。
【例 1】 画出图中通电直导线 A 受到的安培力的方向。
(1)
(2)
(3)
(4)
[解析] (1)中电流与磁场垂直，由左手定则可判断出 A 所受安培 力方向如图甲所示。
安培定则(右手螺旋定则)
左手定则
用途
判断电流的磁场方向
判断电流在磁场中的 受力方向
适用 对象
直线电流 环形电流或通电螺线管
电流在磁场中
应用 拇指指向电流 四指弯曲的方向表示电 磁感线穿过手掌心，
方法 的方向
流的环绕方向
四指指向电流的方向
四指弯曲的方向表 拇指指向轴线上磁 拇指指向电流受到
结果
示磁感线的方向 感线的方向
2．画平面图时应准确标明辅助方向，如磁感应强度 B 的方向， 电流的方向，导体棒端点的名称，磁感应强度 B 的方向与平面的夹 角，磁感应强度 B 的方向与电流的夹角，线框与水平面或与竖直面 之间的夹角等，最后根据安培力方向一定垂直于电流和磁场所决定 的平面的特点准确画出安培力的方向。
【例 4】 质量为 m＝0.02 kg 的通电细杆 ab 置 于倾角为 θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽 度 d＝0.2 m，杆 ab 与导轨间的动摩擦因数 μ＝0.4， 磁感应强度 B＝2 T 的匀强磁场与导轨平面垂直且 方向向下，如图所示。现调节滑动变阻器的触头，求为使杆 ab 静止 不动，通过 ab 杆的电流范围为多少？(g 取 10 m/s2)
通电导线在磁场中受力课件
性质
磁场具有一定的强度和方向，在 空间中呈现出类似于力场的分布 。磁场线越密集，磁场强度越大 。
电流的定义和性质
定义
电流是指电荷在导体中的定向运动。 其大Biblioteka Baidu用电流强度来衡量，单位是安 培（A）。
性质
电流具有方向性，一般规定正电荷运 动的方向为电流方向。电流在导体中 产生磁场，磁场方向与电流方向垂直 。
匀速直线运动
当通电导线与磁场方向平行时，导线不受力，做匀速直线运动。
02
圆周运动
当通电导线与磁场方向垂直时，导线受到与电流方向垂直的洛伦兹力
作用，使得导线在垂直于磁场和电流的方向上做圆周运动。
03
螺旋运动
当通电导线与磁场方向成一定角度时，导线受到洛伦兹力的作用，既
有平行于磁场方向的力分量，也有垂直于磁场方向的力分量，使得导线
化学
在化学领域，通电导线在磁场中的受力作用可用于分离和分析化学物质。例如，质谱仪利 用磁场对带电粒子的偏转作用，实现对不同质荷比的离子的分离和检测。
工程
在工程领域，通电导线在磁场中的受力作用被广泛应用于各种电气设备和系统中，如电动 机、发电机、变压器等。这些设备的设计和优化，需要深入理解通电导线在磁场中的受力 行为和规律。
未来研究方向与拓展思考（如超导材料、强磁场技术等）
超导材料
超导材料具有零电阻和完全抗磁性，可大幅提高通电导线和磁场的性能。未来研究可探索利用超导材料提高电气设备 效率和性能的可能性。
磁场具有一定的强度和方向，在 空间中呈现出类似于力场的分布 。磁场线越密集，磁场强度越大 。
电流的定义和性质
定义
电流是指电荷在导体中的定向运动。 其大Biblioteka Baidu用电流强度来衡量，单位是安 培（A）。
性质
电流具有方向性，一般规定正电荷运 动的方向为电流方向。电流在导体中 产生磁场，磁场方向与电流方向垂直 。
匀速直线运动
当通电导线与磁场方向平行时，导线不受力，做匀速直线运动。
02
圆周运动
当通电导线与磁场方向垂直时，导线受到与电流方向垂直的洛伦兹力
作用，使得导线在垂直于磁场和电流的方向上做圆周运动。
03
螺旋运动
当通电导线与磁场方向成一定角度时，导线受到洛伦兹力的作用，既
有平行于磁场方向的力分量，也有垂直于磁场方向的力分量，使得导线
化学
在化学领域，通电导线在磁场中的受力作用可用于分离和分析化学物质。例如，质谱仪利 用磁场对带电粒子的偏转作用，实现对不同质荷比的离子的分离和检测。
工程
在工程领域，通电导线在磁场中的受力作用被广泛应用于各种电气设备和系统中，如电动 机、发电机、变压器等。这些设备的设计和优化，需要深入理解通电导线在磁场中的受力 行为和规律。
未来研究方向与拓展思考（如超导材料、强磁场技术等）
超导材料
超导材料具有零电阻和完全抗磁性，可大幅提高通电导线和磁场的性能。未来研究可探索利用超导材料提高电气设备 效率和性能的可能性。
磁场对通电导线的作用力PPT课件
压 力, 外加磁场的磁感应强度B的最小值为
θ
_________, 方向________.
G
mg=BIL
B=mg/IL
巩固练习
1、
F′ F
N
S
（1）绳子拉力__变__大___
(变大,变小,不变)
（2）桌面对磁铁的支持
力__变__小___
（3）桌面对磁铁的摩擦
力__无______(有,无).
F
N
S
桌面对磁铁的摩擦力
S
N
4：长度为20cm的通电直导线垂直放在匀强磁场中， 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
5：如图所示，在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
B
I
F
I
B
I
F
B
B
F
I
B I
B
B
I
α
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。 在什么情况下两条 导线相互吸引，什 么情况下相互排斥？ 请你运用学过的知 识进行讨论
分析：
电流方向相同
θ
_________, 方向________.
G
mg=BIL
B=mg/IL
巩固练习
1、
F′ F
N
S
（1）绳子拉力__变__大___
(变大,变小,不变)
（2）桌面对磁铁的支持
力__变__小___
（3）桌面对磁铁的摩擦
力__无______(有,无).
F
N
S
桌面对磁铁的摩擦力
S
N
4：长度为20cm的通电直导线垂直放在匀强磁场中， 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
5：如图所示，在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
B
I
F
I
B
I
F
B
B
F
I
B I
B
B
I
α
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。 在什么情况下两条 导线相互吸引，什 么情况下相互排斥？ 请你运用学过的知 识进行讨论
分析：
电流方向相同
通电导线在磁场中受力有动画PPT课件
b a
第19页/共46页
XSND 小试牛刀
如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极， 沿边缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两 极上，然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁 铁的磁场中，N极在下，S极在上，盐水就会旋转起来． (1) 猜想一下，盐水转动的方向， 并实际做一做实验来验证． (2) 探究盐水旋转的原因．
第38页/共46页
课堂练习 6、在垂直纸面向里的匀强磁场B中，有一 个垂直磁感线的环形线圈，通有顺时针电流
I，如图所示，则下列叙述中正确的是 AD
A、环形线圈所受的磁力的合力为零 B、环形线圈所受的磁力的合力不为零 C、环形线圈有收缩的趋势 D、环形线圈有扩张的趋势
第39页/共46页
课堂练习
7、在赤道上空，水平放置一根通 以由西向东的电流的直导线，则此 导线 ( A )
第35页/共46页
课堂练习
2、下列说法中正确的是（ABD ）
A、电荷处在电场强度为零的地方，受到 的电场力一定为零 B、一小段通电导线放在磁感应强度为零 的地方，受到的安培力一定为零 C、一小段通电导线在某处不受磁场力的 作用，则该处磁感应强度为零 D、电荷在某处不受电场力的作用，则该 处电场为零
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三、安培力的大小
B
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：
第19页/共46页
XSND 小试牛刀
如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极， 沿边缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两 极上，然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁 铁的磁场中，N极在下，S极在上，盐水就会旋转起来． (1) 猜想一下，盐水转动的方向， 并实际做一做实验来验证． (2) 探究盐水旋转的原因．
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课堂练习 6、在垂直纸面向里的匀强磁场B中，有一 个垂直磁感线的环形线圈，通有顺时针电流
I，如图所示，则下列叙述中正确的是 AD
A、环形线圈所受的磁力的合力为零 B、环形线圈所受的磁力的合力不为零 C、环形线圈有收缩的趋势 D、环形线圈有扩张的趋势
第39页/共46页
课堂练习
7、在赤道上空，水平放置一根通 以由西向东的电流的直导线，则此 导线 ( A )
第35页/共46页
课堂练习
2、下列说法中正确的是（ABD ）
A、电荷处在电场强度为零的地方，受到 的电场力一定为零 B、一小段通电导线放在磁感应强度为零 的地方，受到的安培力一定为零 C、一小段通电导线在某处不受磁场力的 作用，则该处磁感应强度为零 D、电荷在某处不受电场力的作用，则该 处电场为零
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三、安培力的大小
B
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：
通电导线在磁场中受力ppt课件
39
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直于由B和I所确定的平面
40
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 是( )
32
GGLX 巩固练习
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
B I
B I
0
0.02N
水平向右
BI 30°
0.02N 垂直导线， 斜向左上方
33
例题：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将金属棒ab悬挂在水平位置上，
D A、顺时针方向转动，同时靠近AB B、逆时针方向转动，同时离开AB 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
49
课堂练习 11、下列措施可以提高电流表线圈的灵敏度的是（注：电表的灵敏度可以表 示为θ/I=NBS/k）（ ） A、增加线圈的匝数； B、增强磁极间的磁感应强度；AB C、减小线圈的电阻； D、换用不易扭转的弹簧
通电导线在磁场中受到的力 课件
【规律方法】计算非直导线在磁场中所受安培力的方法 （1）可以先分段运用F=ILBsinθ求解每段导线所受安培力的 大小，然后求合力. (2)还可以先确定有效长度，匀强磁场中，弯曲导线的有效长 度等于连接两端点的直线的长度.然后代入公式F=ILBsinθ计 算.
三、安培力作用下导体运动方向的判断
1.判断导体在磁场中运动情况的常规思路 (1)不管是电流还是磁体,对通电导线的作用都是通过磁场来 实现的,因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况. (2)结合左手定则准确判断导线所受安培力的方向. (3)由导体的受力情况判定导体的运动方向.
2.分析导体在磁场中运动情况的几种常用方法
【特别提醒】(1)导体处于非匀强磁场中时，通常用电流元法 判断其受力情况. (2)判断条形磁铁（或小磁针）与环形电流间的相互作用时， 通常选择等效法.
【典例3】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，当两线圈通以
【解题指导】应用F=BIL求安培力,其中I⊥B,L为导线的有效长 度. 【标准解答】选A.导线段abcd的有效长度为线段ad,由几何知 识知Lad=( 2+1)L,故线段abcd所受的合力大小F=ILadB =( 2+1)ILB,导线有效长度的电流方向为a→d,据左手定则可 以确定导线所受合力方向沿纸面向上,故A项正确.
【典例1】通电直导线A与圆形通电导线环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A受到水平向 _____（填“左”或“右”）的安培力作用.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所受到的安培 力方向水平向_____（填“左”或“右”）.
通电导线在磁场中受到的力 课件
注意：使用哪只手来判断呢？
F
F
F
例题2：画出图中第三个物理量的方向。
F
××××
I
×I× × ×
× ×
× ×
××F
× ×
Байду номын сангаас
思考：请你应用左手定则分析两平行直导 线间的作用力方向。
B ××
·×·×D
··
×· B ····D×·
×× ·×·× ··
×· ···· ×·
×× ·×·× ··
×· ···· ×·
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。
五.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时:
F = ILB (B⊥L)
F
B I
2、电流与磁场方
向平行时，磁场
S
对电流的作用力
I
为零
N
B
问题:如果既不平行也不垂直呢？ θ
I
3.当电流与磁场方向夹角为θ时:
A
B
F
D
两相交直导线间的相互作用： 有转到同向的趋势。
三、磁电式电流表
三. 磁电式电表
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
1.1 磁场对通电导线的作用力 课件-2023年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
B b
α
B
a
b
a
α
α
平面上
斜面上
B
α
BIL
F
B
BIL
F α
例5：质量为m，长度为L的导体棒MN静止于水平导轨上，通过MN的电流为 I，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与导轨平面成θ角斜向下，如图所 示，求棒MN所受的支持力大小和摩擦力大小．
B
I
Mθ G
例4：如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为45°，金属
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两极的 正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的运
动情况是（从上往下看）（ C ）
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
解析：现将导线AB从N、S极的中间O分成两段，AO、OB段所处的磁 场方向如图所示，由左手定则可得AO段受安培力方向垂直于纸面向 外，OB段受安培力的方向垂直纸面向里，课件从上向下看，导线AB 将绕O点逆时针转动。再根据导线转过900时，如图所示，导线AB此 时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动。故应选C。
F B=
(B⊥ L)
IL
实验探究
观察思考：安培力方向与什么因素有关？ 与电流方向和磁场方向有关
通电导线在磁场中受到的力 物理实验课件
箭头代表物理量：
Байду номын сангаас
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。
线框与磁场展示
线框上端放在磁场中（两图分类）
B
BF
I
F
3.4 通电导线在磁场中受到的力
电源
-
++
-
I
I
N S
分组实验：探究安培力方向与磁场方向、电流方向的关系
• 1、将线框下端放在蹄型磁铁两磁极之间； • 2、记录导线下端处磁场方向，记录闭合开关后电流方向； • 3、闭合开关，观察线框的摆动方向，记录安培力方向； • 4、改变电流方向，重复上述操作； • 5、改变磁场方向，重复上述操作。
通电导线在磁场中受到的力方向PPT课件
安培力的方向既跟磁场方向垂直向既跟磁场方向垂直fb又跟电流方向垂直又跟电流方向垂直ffii故安培力的方向总是垂直于磁安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面感线和通电导线所在的平面即
本节目标
安培力方向的判断并能熟练运 用左手定则
第1页/共12页
【复习】
历史上最早发现电流磁效应的人物是谁？ 奥斯特：通电导体对小磁针有力的作用 思考与讨论
F安C对D D
课堂小结
左手定则判定安培力方向—左手定则
课后作业wk.baidu.com
P94 问题与练习 2
第11页/共12页
感谢您的观看！
第12页/共12页
第7页/共12页
小试身手： 画出未标出的电流或磁场应强度、安培力方向
60 °
60 °
第8页/共12页
B
I G
B I
H
第9页/共12页
思考与讨论
两条互相平行的通电直导体之间有没有安培力 的作用？若有，磁场在哪里？试用所学过知识分析。
A的磁场 F安A对B
F安B对A
C的磁场 F安D对C
A
B
C
第10页/共12页
第4页/共12页
左手定则（left-hand rule）
F
F、B、I方向关系
遵循左手定则
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
本节目标
安培力方向的判断并能熟练运 用左手定则
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【复习】
历史上最早发现电流磁效应的人物是谁？ 奥斯特：通电导体对小磁针有力的作用 思考与讨论
F安C对D D
课堂小结
左手定则判定安培力方向—左手定则
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P94 问题与练习 2
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感谢您的观看！
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小试身手： 画出未标出的电流或磁场应强度、安培力方向
60 °
60 °
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B
I G
B I
H
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思考与讨论
两条互相平行的通电直导体之间有没有安培力 的作用？若有，磁场在哪里？试用所学过知识分析。
A的磁场 F安A对B
F安B对A
C的磁场 F安D对C
A
B
C
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左手定则（left-hand rule）
F
F、B、I方向关系
遵循左手定则
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
磁场对通电导线的作用力.课件
THANKS
感谢观看
。
电磁炮通过强大的电流产生强磁 场，该磁场与弹丸上的电流相互 作用，产生巨大的推力，使弹丸
以高速发射出去。
电磁炮具有射程远、精度高、速 度快等优点，但需要大容量电源
和复杂的控制系统。
05
磁场对通电导线的力在科技领域的应
用
磁场在能源领域的应用
磁流体发电
利用磁场和导电流体的相 互作用，将热能或核能转 化为电能。
输标02入题
电机内部通常包含一个固定的磁场和绕组线圈，当电 流通过绕组线圈时，会产生磁场，该磁场与固定磁场 相互作用，产生转矩，使电机旋转。
01
03
直流电机通过改变电流的方向来改变转矩方向，从而 实现电机的正反转；交流电机则通过改变电流的相位
来改变转矩方向。
04
根据磁场和电流的方向，电机可以分为直流电机和交 流电机。
磁性材料在天线中的应用
利用磁性材料的特性，提高天线的性能和效率，实现更远距离、更 高速度的通讯。
磁场在医疗领域的应用
核磁共振成像
利用磁场和射频脉冲对人体的作 用，获取人体内部结构和病变的
信息，用于诊断和治疗。
磁性药物
利用磁场对药物的导向和集中作用 ，提高药物的疗效和减少副作用。
磁疗
利用磁场对人体的作用，缓解疼痛 、促进血液循环、改良睡眠等，具 有无创伤、无副作用的优点。
通电导线在磁场中受到的力 课件
4．安培力的特点 与电流方向、磁感应强度的方向都_垂__直__，即安培力F_垂__直___于 B和I所决定的平面。
二、安培力的大小及磁电式仪表 1.安培力的大小 (1)当通电导线垂直磁场方向放置时所受安培力的大小为： F=_I_L_B_。 (2)当磁感应强度B的方向与通电导线平行时，导线所受安培 力F=_0_。 (3)当磁感应强度B的方向与通电导线方向成θ角时， F=_I_L_B_s_i_n_θ__。θ为B与I的夹角。
1.演示如图所示实验，观察现象，回答以下问题：
(1)上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是 否改变，说明什么问题？ 提示：改变磁场的方向，受力方向相反，说明安培力的方向与 磁场的方向有关。
(2)改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变，说明了 什么？ 提示：改变电流方向，受力方向相反，说明安培力的方向与电 流方向有关。 (3)你能否根据实验现象画出安培力、电流、 磁感应强度三者方向的空间关系？ 提示：安培力方向与电流方向和磁场方向都 垂直，三者的空间关系如图所示。
(3)建立正确的解题思路。 解决此类平衡问题与前面学习的共点力平衡的解题步骤相似， 一般也是先进行受力分析，再根据共点力平衡的条件列出平衡 方程求解，其中重要的是正确判断安培力的方向。
1.安培力公式F=BILsinθ。 (1)当磁感应强度与导线方向垂直时，F=BIL，所受安培力最大。 (2)当磁感应强度与导线方向平行时，所受安培力最小，为零。 (3)安培力的大小与磁感应强度B、电流强度I、导线长度L以及 电流和磁场方向的夹角θ四个因素有关。 2.磁感应强度B是磁场本身属性和安培力F、IL乘积无关。 3.磁电式电流表的工作原理是电流在磁场中受安培力的作用。
通电导体在磁场中受力作用演示讲解ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
通电导体在磁场 中受力作用演示
1、电键接通电路 2、改变电流方向
复原再做一次
源自文库
N
FF
S
显示磁感线
隐藏磁感线
通电导体在磁场 中受力作用演示
1、电键接通电路 2、改变电流方向
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第34节 通电导线在磁场中受到的力
学习交流PPT
1
一、知识回顾
如何描述磁场强弱？
B F (BI) IL
学习交流PPT
2
安培力(Ampere force)的方向
定义：磁场对电流的作用力称为安培力， 是为了纪念安培而命名的。
思考与讨论
在电场中，电场强度的方向就是正电荷 所受电场力的方向。那么，在磁场中，磁感 应强度的方向是不是通电导体在磁场中的受 力方向呢？
学习交流PPT
23
GGLX 巩固练习
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，当通以如图所示电流后，cd导线将
（）
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
学习交流PPT
24
GGLX 巩固练习
B2
B1
θ
I
即F=ILB1 将B1=Bsinθ代入得
F=ILBsinθ
0o
F 0
F
90O FIBL
B⊥
B
学习交流PPT
B∥ I
10
三、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 注：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场
问题1:若B与I不垂直时，F安与B和I方向关系可以概括为哪句 话？这时左手定则对磁感应线有何要求？
猜想：通电导体在磁场中受力方向与电流方 向和磁场方向有关。
学习交流PPT
3
实验结果分析
I
F FI
B
B
I
F FI
B
B
学习交流PPT
4
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又与磁场方F 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
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极学习向交流纸PPT 外转
25
六、处理导线受到安培力的一般思路
先对导线进行受力分析,画出导线的受 力平面图,然后依照F合=0,F合=ma，
电流表的工作原理
如图所示，当电流通过
线圈时，线圈上跟轴线平行
的两边在安培力作用下，使
线圈绕轴线转动，从而使螺
θ
旋弹簧被扭动。当安培力产
生的力矩和弹簧的扭转力矩
相平衡时，线圈才停止转动。
学习交流PPT
15
电流表的工作原理
θ=NBIS/k
学习交流PPT
16
电流表的特点 1、灵敏度高，可以测量很弱的电流，但 是绕制线圈的导线很细，允许通过的电 流很小；
同向电流
反向电流
F
F
FF
学习交流PPT
8
三、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： FBIL
（2）平行时： F0
B
θ
问题:如果既不平行也不垂直呢？
I
学习交流PPT
9
三、安培力的大小
B
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： 一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ
2、电流和安培力成正比，所以电流表的 刻度是均匀的；
3、电流方向改变，安培力方向也改 变，线圈朝相反方向转动。
学习交流PPT
17
XSND 小试牛刀
如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边 缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上， 然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场 中，N极在下，S极在上，盐水就会旋转起来．
(1) 猜想一下，盐水转动的方向， 并实际做一做实验来验证．
(2) 探究盐水旋转的原因．
学习交流PPT
18
答案： (1)通过左手定则判定，盐水从上向下看逆时针旋转．
(2)盐水中形成了由圆形电极指向柱形电极的如图所示的电流， 由于磁场方向向上，故盐水逆时针旋转．
学习交流PPT
19
五、判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题
.
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
学习交流PPT
13
电流表的构造
电流表构造中最大 的特点就是在蹄形磁铁 和铁芯间的磁场是均匀 地辐向分布的（即沿直 径方向分布），如图所 示。
这样的构造使得线框在 转动过程中，其平面始终与 磁场平行，即受到安培力的 线框中的两边始终与磁场垂 直。
学习交流PPT
14
问题2：F、B、I一定两两垂直吗？ 结论：F一定与B垂直，一定与I垂直。但B与I不一定垂直。
学习交流PPT
11
思考与讨论 F=BIL中的L为有效长度
试指出下述各图中的安培力的大小。
L
L
L
F=BIL
学习交流PPT 如果是闭合回路呢？
12
四、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）。
再次提醒：一定要使用左手！
学习交流PPT
5
F
B I
学习交流PPT
6
二、安培力方向的判断
B B I
I
F
B
I
B
FI
B
α
α
B
F
B
F
BI
I
I
30 F
°
α
学习交流PPT
7
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。
请使用刚学过的知识解释本实验结果。
解：静止于斜面说明受力平衡
N θ
F=mgtgθ=BIL
X F B=mgtgθ/IL
θ
mg
学习交流PPT
30
引申1：欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度B
列出相应的方程
学习交流PPT
26
巩固练习
B
a
B
F
..
b
B
B
a . ×
F
b
学习交流PPT
27
பைடு நூலகம்
B
B
B
B
B
×
F
学习交流PPT
28
例：在倾斜角为θ的光滑斜面上,置一通有电流I, 长为L,质 量为m的导 体棒，如图所示,在竖直向上 的磁场中静止，则磁感应强度B为 _________.
X
θ
学习交流PPT
29
学习交流PPT
20
例题
自由
˙ ˙˙
F
˙˙ ˙ 固定
×
×
×
F
×
×
×
解析：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
学习交流PPT
21
F I
N
S
F
N
S
F
学习交流PPT
22
五、判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题
1.画出导线所在处的磁场方向 2.确定电流方向 3.根据左手定则确定受安培力的方向 4.根据受力情况判断运动情况
学习交流PPT
1
一、知识回顾
如何描述磁场强弱？
B F (BI) IL
学习交流PPT
2
安培力(Ampere force)的方向
定义：磁场对电流的作用力称为安培力， 是为了纪念安培而命名的。
思考与讨论
在电场中，电场强度的方向就是正电荷 所受电场力的方向。那么，在磁场中，磁感 应强度的方向是不是通电导体在磁场中的受 力方向呢？
学习交流PPT
23
GGLX 巩固练习
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，当通以如图所示电流后，cd导线将
（）
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
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24
GGLX 巩固练习
B2
B1
θ
I
即F=ILB1 将B1=Bsinθ代入得
F=ILBsinθ
0o
F 0
F
90O FIBL
B⊥
B
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B∥ I
10
三、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 注：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场
问题1:若B与I不垂直时，F安与B和I方向关系可以概括为哪句 话？这时左手定则对磁感应线有何要求？
猜想：通电导体在磁场中受力方向与电流方 向和磁场方向有关。
学习交流PPT
3
实验结果分析
I
F FI
B
B
I
F FI
B
B
学习交流PPT
4
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又与磁场方F 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
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极学习向交流纸PPT 外转
25
六、处理导线受到安培力的一般思路
先对导线进行受力分析,画出导线的受 力平面图,然后依照F合=0,F合=ma，
电流表的工作原理
如图所示，当电流通过
线圈时，线圈上跟轴线平行
的两边在安培力作用下，使
线圈绕轴线转动，从而使螺
θ
旋弹簧被扭动。当安培力产
生的力矩和弹簧的扭转力矩
相平衡时，线圈才停止转动。
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电流表的工作原理
θ=NBIS/k
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电流表的特点 1、灵敏度高，可以测量很弱的电流，但 是绕制线圈的导线很细，允许通过的电 流很小；
同向电流
反向电流
F
F
FF
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三、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： FBIL
（2）平行时： F0
B
θ
问题:如果既不平行也不垂直呢？
I
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9
三、安培力的大小
B
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： 一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ 另一分量与导线平行 B2=Bcosθ
2、电流和安培力成正比，所以电流表的 刻度是均匀的；
3、电流方向改变，安培力方向也改 变，线圈朝相反方向转动。
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XSND 小试牛刀
如图所示，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边 缘内壁放一个圆环形电极，将两电极接在电池的两极上， 然后在玻璃皿中放入盐水，把玻璃皿放入蹄形磁铁的磁场 中，N极在下，S极在上，盐水就会旋转起来．
(1) 猜想一下，盐水转动的方向， 并实际做一做实验来验证．
(2) 探究盐水旋转的原因．
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18
答案： (1)通过左手定则判定，盐水从上向下看逆时针旋转．
(2)盐水中形成了由圆形电极指向柱形电极的如图所示的电流， 由于磁场方向向上，故盐水逆时针旋转．
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19
五、判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题
.
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
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13
电流表的构造
电流表构造中最大 的特点就是在蹄形磁铁 和铁芯间的磁场是均匀 地辐向分布的（即沿直 径方向分布），如图所 示。
这样的构造使得线框在 转动过程中，其平面始终与 磁场平行，即受到安培力的 线框中的两边始终与磁场垂 直。
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14
问题2：F、B、I一定两两垂直吗？ 结论：F一定与B垂直，一定与I垂直。但B与I不一定垂直。
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思考与讨论 F=BIL中的L为有效长度
试指出下述各图中的安培力的大小。
L
L
L
F=BIL
学习交流PPT 如果是闭合回路呢？
12
四、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）。
再次提醒：一定要使用左手！
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5
F
B I
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6
二、安培力方向的判断
B B I
I
F
B
I
B
FI
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α
α
B
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30 F
°
α
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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。
请使用刚学过的知识解释本实验结果。
解：静止于斜面说明受力平衡
N θ
F=mgtgθ=BIL
X F B=mgtgθ/IL
θ
mg
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引申1：欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度B
列出相应的方程
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巩固练习
B
a
B
F
..
b
B
B
a . ×
F
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பைடு நூலகம்
B
B
B
B
B
×
F
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28
例：在倾斜角为θ的光滑斜面上,置一通有电流I, 长为L,质 量为m的导 体棒，如图所示,在竖直向上 的磁场中静止，则磁感应强度B为 _________.
X
θ
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例题
自由
˙ ˙˙
F
˙˙ ˙ 固定
×
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解析：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
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F I
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五、判断通电导线在安培力作用下 的运动方向问题
1.画出导线所在处的磁场方向 2.确定电流方向 3.根据左手定则确定受安培力的方向 4.根据受力情况判断运动情况