通电导体在磁场中受到的力导学案

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第4节通电导体在磁场中受到的力习题课导学案

《§3.4 通电导体在磁场中受到的力》习题课导学案主备人：审核：授课时间：班级：姓名：
2 安培力作用下导体的运动问题
【例2】两条通电的直导线互相垂直，如图所示，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB是固定的，另一条导线CD能自由转动。

它们通以
】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，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流时，
在导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的。

通电导线在磁场中受到的力导学案

高中物理选修3-1导学案：第三章磁场第四节磁场对通电导线的作用力【学习目标】1、认识安培力。

2、会判断安培力的方向。

3、会计算匀强磁场中的安培力。

4、了解磁电式电流表的基本原理〖自主学习〗1、左手定则：。

2、垂直于磁场B放置、长为L的一段导线，当通过的电流为I时，它所受的安培力F为。

当磁感应强度B的方向与导线方向夹角成角时，它可以分解为和的分量。

导线所受的安培力只是的分量产生的，安培力的大小为3、磁电式仪表最基本的组成部分是和。

为了使电流表表盘的刻度均匀，两磁极间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱，使磁场都沿方向，线圈始终跟磁感线。

〖课堂探究〗磁感线方向——穿过手心电流方向——四指指向安培力方向——拇指指向[例1]关于通电导线所受安培力F的方向与磁感应强度B的方向和电流方向之间的关系，下列说法正确的是______A.F、B、I三者总是互相垂直的B.F总是与B和I垂直，但F、B之间可以不垂直C.B总与F和I垂直，但F、I之间可以不垂直D.I总与F和B垂直，但F、B之间可以不垂直[总结] 。

[变式训练1] 如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，它的上方有一与磁铁垂直的长直导线，正缓慢的自左向右移动，直导线中通以垂直纸面向里外的电流，则磁铁受桌面的摩擦力作用为（磁铁始终不动）A、先减少后增大VB、先增大后减少C 、一直增大D 、一直减少知识点2. 安培力的大小[例2] 如图所示，在匀强磁场中放有下列通电导线，长度为L 、电流强度为I 、磁感应强度为B ，求各导线所受的安培力的大小和方向。

[变式训练2]如图所示，ab 边与MN 平行，关于线框的受力下列叙述正确的是（）A 、线框有两条边所受安培力方向相同B 、线框有两条边所受安培力大小相同C 、线框所受的安培力的合力方向向左D 、线框所受的安培力的合力方向向右〖难点精析〗由于磁感应强度B 的方向、电流的方向、安培力的方向涉及三维空间，所以要熟练掌握把立体图形改画成平面图形的方法技巧，以便于画受力图分析受力情况。

通电导线在磁场中受到的力导学案(第一课时)

第三章第四节通电导线在磁场中受到的力（第一课时）制作人：高二物理组审核人：高二物理组日期：2016.学习目标：1.知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向．2.学会用公式F＝BIL计算B与I垂直和平行两种情况下安培力的大小．3.了解磁电式电流表的基本构造及工作原理.预习导航：一、安培力的方向1．安培力：通电导线在____中受的力．2．决定安培力方向的因素(1)____方向；(2)____方向．3．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；让磁感线从____进入，并使四指指向____的方向，这时____所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．4．安培力的特点：F⊥I，F⊥B，即F垂直于______决定的平面．二、安培力的大小同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，受力情况不同，如图所示．1．如图甲，I⊥B，此时安培力最大，F＝_____．2．如图乙，I∥B，此时安培力最小，F＝__．3．如图丙，当I与B成θ角时，可以把磁感应强度B分解，如图丁所示．此时F＝_______，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______作用而发生偏转．线圈偏转的角度越大，被测电流就____．根据线圈__________，可以知道被测电流的方向．2．构造：____、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．3．特点：两磁极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿____方向，保持线圈转动时，安培力的大小不受磁场影响，电流所受安培力的方向总与线圈平面垂直．使线圈平面都与磁场方向____，使表盘刻度均匀，如图所示．4．优缺点：优点是灵敏度高，可以测出____的电流；缺点是线圈导线很细，允许通过的电流很弱．思考：当通电导线与磁场不垂直时，还能用左手定则判断安培力的方向吗？新课探究：合作探究1：安培力的理解（1）安培力的判定方法：（2）左手定则和安培定则的区别：（3）安培力大小的计算例题1：画出下列各图中磁场对通电导线的安培力的方向．例题2：长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()发散练习1．画出图中通电直导线A受到的安培力的方向．发散练习2．如图所示在匀强磁场中有下列各种形状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所受的安培力的大小．课堂总结：作业：。

通电导线在磁场中受到的力教案

4、通电导线在磁场中受到的力一、教学目标：1、知识与能力：（1）观察安培力方向和哪些因素有关的实验，记录实验现象并得出相关结论。

知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断安培力的方向（2）推导匀强磁场中安培力表达式，计算匀强磁场中安培力的大小（3）知道磁电式电表的基本结构以及运用它测量电流大小和方向的基本原理2、过程与方法：（1) 通过左手定则的学习，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力。

（2) 通过学习电流表的原理，学会将所学的知识应用到实际问题中，培养学生解决实际问题的能力。

3、情感与价值观：（1）通过对安培定则的学习，使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力还需要严谨细致的科学态度。

（2）对安培力的方向学习过程中培养学生的空间思维能力。

二、教材分析：关于安培力这一重要内容，需要强调：电流方向与磁场方向平行时，安培力具有最小值；电流方向与磁场方向垂直时，安培力具有最大值，其方向可用左手定则判断。

三、重点、难点及解决办法（1）安培力的大小和方向是本节重点（2）弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系式本节难点解决方法以学生实验为突破口，引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素；反复地借助实验来理解左手定则，建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景。

四、课时安排1课时五、教具学具准备铁架台、蹄形磁铁、线圈、电键，电源，导线数条，磁电式电流表六、师生互动活动设计1、教师引导学生进行实验，并引导学生分析、讨论磁场方向、电流方向及安培力方向之间的关系，总结出左手定则2、引导学生思考讨论B与L方向成θ角时，此时安培力的大小3、引导学生运用学过的知识分析电流表的工作原理。

七、教学步骤1、引入：【视频导入】大家观看视频，生活中的常见工具，电车、电动机床等，它们的内部都有电动机，电动机的运转都是因为安培力的作用。

【教师】在前面的学习中我们已知道，磁场对通电导线有力的作用，这个力就是安培力。

3.4磁场对通电导线的作用力导学案(优选.)

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第四节磁场对通电导线的作用力导学案【学习目标】1、知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向，并能用左手定则解答有关问题2、学会用公式F=BIL计算安培力的大小学习重点：安培力的大小计算和方向的判定。

学习难点：用左手定则判定安培力的方向。

【自主学习】一、安培力的方向1、左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直，并使指向电流的方向，那么，所指的针对练习：判断下图中导线受安培力的方向方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

2、通电平行直导线间的作用力方向实验现象：（1）电流的方向相同时：两平行导线相互靠近。

（2）电流的方向相反时：两平行导线相互远离。

理论分析：如图，两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时，它们相互间的作用力的方向如何?电流相反的情况又如何分析呢？二、安培力的大小同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中(1)导线与磁场方向垂直时，F=(2)当导线与磁场方向平行时，F=(3)当磁场和电流成θ时，F= ，θ为夹角（4）安培力的范围是针对练习：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。

（1）F=______ (2)F=________ (3)F=_________ (4)F=_________磁电式电流表电动机的原理就是电流在磁场中受到安培力的作用【探究与学习】1、安培力方向的判断方法2、安培力的大小如何计算（4【课堂练习】1．画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向说出下列通电导线受安培力的方向E______ F_______ G _________ H__________2. 一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过．当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力（）A．大小不变，方向也不变θBＢθBＣθBＡθBＤE F G HB ．大小由零渐增大，方向随时改变C ．大小由零渐增大，方向不变D ．大小由最大渐减小到零，方向不变3. 一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中,此时悬线的张力大于零而小于铜棒的重力.要使悬线中张力为零,可采用的方法有 ( )A ．适当增大电流,其它不变B ．适当减小电流,其它不变C ．电流方向反向，其它不变D ．使原电流反向，并适当减弱磁场4．通电矩形导线框abcd 与无限长通电直导线MN 在同一平面内，电流方向如图所示，ab 边与MN 平行。

§3.4 通电导线在磁场中受到的力2 学案

河北师范大学附属民族学院高中部理综组§3.4 通电导线在磁场中受到的力（二）同步导学案【学习目标】1．通过实验探究知道安培力的方向与电流、磁感应强度方向的关系。

2．会用左手定则判断安培力的方向．3．推导匀强磁场中安培力的表达式，计算匀强磁场中安培力的大小．【自主学习】安培力的大小：垂直于磁场方向的通电直导线，受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关，导线长作用力；导线短，作用力。

用公式表示为。

（1）当B 与I 垂直时，（安培力有最大值）（2）当B 与I 不垂直，存在夹角θ时，（3）当B 与I 平行时，（安培力有最小值）【例题探究】1.如下图所示，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．F A ＝________ F B ＝________ F C ＝________ F D ＝________【拓展】弯曲导线的有效长度L ，等于连接两端点直线的长度(如图所示)；相应的电流沿L 由始端流向末端．公式F ＝IBLsin θ中的Lsin θ也可以理解为垂直于磁场方向的“有效长度”．2．质量为0.5㎏的金属杆在相距1m 的水平轨道上与轨道垂直放置，金属杆上通以I=4A 的恒定电流，如图所示，匀强磁场B 垂直轨道平面，金属杆与轨道间动摩擦因数为0.2，求当金属杆匀速运动时匀强磁场的磁感应强度B 的大小。

3．质量为m 、长度为L 的导体棒MN 静止在水平导轨上．通过MN 的电流为I ，匀强磁场的磁感应强度为B ，与导轨平面成θ角斜向上，如图所示．求MN 受到的支持力和摩擦力的大小．【巩固提升】在倾角为α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，试问：(1)欲使棒静止在斜面上，外加匀强磁场的磁感应强度B 的最小值和方向．(2)欲使棒静止在斜面上且对斜面无压力，外加匀强磁场的磁感应强度B 的大小和方向．。

高中物理教学课例《通电导线在磁场中受到的力》课程思政核心素养教学设计及总结反思

教材分析的运动”做好学习铺垫；也为今后学习“电磁感应”及
力电综合问题打下基础。
本节重点：安培力的方向和大小的计算，左手定则
本节难点：弄清安培力、电流、磁感应强度三者方
向的空间关系是本节的难点
1、知识与能力
a.了解安培力的概念，知道安培力的方向既与磁场
方向垂直，又与导线垂直。
教学目标
b.会用左手定则判断安培力的方向。 c.了解磁电式电流表指针偏转的原理。
对于这节课教材课标有三个目标，一个是安培力的教学策略选
方向，会用左手定则判断，安培力的方向；二个推导匀择与设计
强磁场中安培力表达式，计算匀强磁场中安培力的大
小；三是知道磁电式电表的基本结构以及运用它测量电
流大小和方向的基本原理。
教学过程
一、新课引入磁场对通电导体是否有力的作用在第 2 节课已经
d.知道安培力公式 F=BIL 的适用条件
2 过程与方法
a.通过实验，经历探究安培力与哪些因素有关的过
程，以及如何确定安培力方向的探究过程，认识科学探
究的意义。
b.体会控制变量法，等效替代法等思想方法。
c.通过对电流表的转动原理的阅读，观察，讨论，
交流，尝试发表自己的见解。
3 情感态度与价值观
a.培养学生的观察能力，分析综合能力。
【学生观察】两平行导线相互远离【思考】给学生些许思考时间学生自行分析电流的方向相反时导线受力情况培养学生的观察能力培养学生的阅读和自学的能力学以致用，加强对左手定则的理解和应用二、进入新课（二）安培力的大小【引入】通过第二节课的学习，我们已经知道，垂直于磁场 B 放置的通电导线 L，所通电流为 I 时，它在磁场中受到的安培力 F=BIL；当磁感应强度 B 的方向与导线平行时，导线受力为零。【问题】当磁感应强度 B 的方向与导线方向成 θ 时，导线受到的安培力多大呢？投影教材图 3.4-4 引导学生推导。【强调】θ角为磁感应强度 B 的方向与导线方向所成的角【问题】若 B 与 I 不垂直时，F 安与 B 和 I 方向关系可怎样概括？学生思考并动手进行推导受力大小将磁感应强度 B 分解为与导线垂直的分量 B⊥和与导线平行的分量 B∥，如教材 92 页图 3.4-4

能说明导体在磁场中受力的实验

能说明导体在磁场中受力的实验在物理学中，磁场对导体产生力的作用是一个重要的实验现象。

这个实验通常涉及到电流在磁场中的导体受到的力，也被称为安培力或洛伦兹力。

以下是一个简单的实验说明，用于展示这一现象。

1、实验名称：磁场对通电导体的作用力2、实验目的：通过观察通电导体在磁场中的运动，验证磁场对导体产生的力。

3、实验器材：电源（如电池或直流电源）导线（最好使用绝缘线）磁铁支架（用于固定磁铁和导线）测量工具（如直尺和测量仪）4、实验步骤：首先，将导线绕成一个圈，并将其固定在支架上，使其可以在磁铁上方自由移动。

然后，将磁铁放置在导线圈的一侧，确保磁铁的北极指向导线的运动方向。

将电源连接到导线圈上，使电流通过导线。

此时，你应该能够观察到导线开始在磁场中移动。

使用测量工具记录导线圈移动的距离，并记录数据。

改变磁铁的极性（例如，将北极变为南极），再次观察并记录导线圈的移动距离。

重复步骤5，但这次改变电流的方向，并记录数据。

实验结果：通过比较不同条件下导线圈的移动距离，你可以发现以下规律：当磁铁的北极指向导线的运动方向时，导线移动的距离最大。

这意味着磁场对导线产生了最大的力。

当磁铁的南极指向导线的运动方向时，导线几乎不移动。

这意味着磁场对导线产生的力最小。

改变电流的方向时，导线圈的移动距离也会发生变化。

这表明磁场对导体的力与电流的方向有关。

实验结论：通过这个实验，我们可以得出结论：磁场对通电导体产生力的作用，并且这个力的大小和方向与电流的方向和磁场的方向有关。

这个实验结果符合安培力或洛伦兹力的理论预测。

安培力或洛伦兹力在电磁学中有着广泛的应用，例如在电机和发电机的工作原理中起着重要的作用。

此外，这个实验也可以作为进一步探索磁场和电流相互作用的起点。

例如，你可以尝试改变磁场和电流的强度，观察它们如何影响导体受到的力。

这样的实验可以帮助你更好地理解磁场和电流之间的相互作用，并深化你对电磁学原理的理解。

请注意，为了获得更准确的结果，建议使用精确的测量工具和高质量的导线。

通电导线在磁场中所受的力导学案

第五节通电导线在磁场中受到的力学习目标1．知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向，并能用左手定则解答有关问题2．学会用公式F=BIL计算安培力的大小【学习重点】安培力的大小计算和方向的判定【学习难点】用左手定则判定安培力的方向。

自主学习【想一想】1.磁感应强度的方向就是磁场的方向。

小磁针静止时极所指的方向规定为该点的的方向。

磁感线上某点的方向与该点的方向相同。

2.通电导线垂直放入磁场，若导线中的电流为I，导线长为L，导线受到的作用力为F，B则磁场的磁感应强度为3.直线电流的磁场方向可以用定则确定：右手握住通电导线，让伸直的所指方向与方向一致，弯曲的所指的方向就是环绕的方向4.环形电流的磁场可以用另一种定则确定：右手握住通电螺线管，让右手弯曲的与的方向一致，伸直的所指的方向就是环形导线上磁感线的方向。

【填一填】1、安培力：磁场对的作用力通常称为安培力。

2．通电导线在磁场中所受安培力的方向可以用定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指，并且都跟手掌，把手放入磁场中，让磁感线，并使伸开的指向方向，那么，所指的方向，就是通电导线在磁场中的方向。

安培力的方向既跟磁场方向，也跟电流方向，总导线与磁场所决定的平面。

但电流方向与磁场方向不一定。

3、安培力的大小：同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中①导线与磁场方向垂直时安培力最，大小为②当导线与磁场方向平行时，安培力最，大小为③ 其他情况下，安培力的大小表示为4.安培力的作用点：对于通电直导线，力的作用点总在导线的【试一试】1．关于安培力的说法中正确的是（） A.通电导线在磁场中一定受安培力的作用B.安培力的大小与磁感应强度成正比，与电流成正比，而与其他量无关C.安培力的方向总是垂直于磁场和通电导线所构成的平面D.安培力的方向不一定垂直于通电直导线2．画出下列通电导体所受安培力的方向。

3．画出下列通电导线中的电流方向。

4.在磁感应强度B ＝0.3T 的匀强磁场中，放置一根长＝10cm 的直导线，导线中通过I ＝2A 的电流.求以下情况，导线所受的安培力：(1)导线和磁场方向垂直；(2)导线和磁场方向的夹角为30°；(3)导线和磁场方向平行.探究互动1.如图，两根靠近的平行直导线通入方向相同的电流时，它们相互间的作用力的方向如何?（1）画出AB 导线周围的磁场（2）CD 导线处在谁产生的磁场中？（3）由左手定则可以判断CD 导线受力方向如何？（4）由此你可以推出AB 导线受力方向吗？（5）AB 导线受到的力与CD 导线受到的力应满足定律。

高中物理第三章磁场通电导线在磁场中受到的力导学案新人教选修

第四节通电导线在磁场中受到的力学习目标1．知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向，并能用左手定则解答有关问题2．学会用公式F=BIL计算安培力的大小自主学习安培力1、定义：磁场对的作用力通常称为安培力。

2．方向：定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指，并且都跟手掌，把手放入磁场中，让磁感线，并使伸开的指向方向，那么，所指的方向，就是通电导线在磁场中的方向。

安培力的方向既跟磁场方向，也跟电流方向，总导线与磁场所决定的平面。

但电流方向与磁场方向不一定。

练习：1．关于安培力的说法中正确的是（）A.通电导线在磁场中一定受安培力的作用B.安培力的大小与磁感应强度成正比，与电流成正比，而与其他量无关C.安培力的方向总是垂直于磁场和通电导线所构成的平面D.安培力的方向不一定垂直于通电直导线2．画出下列通电导体所受安培力的方向。

3．画出下列通电导线中的电流方向。

3、大小：同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中B①导线与磁场方向垂直时安培力最，大小为②当导线与磁场方向平行时，安培力最，大小为③其他情况下，安培力的大小表示为4、平行通电直导线的作用同方向通电直导线反方向通电直导线5、磁电式电流表：(阅读课本)原理:例题分析例1．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。

课堂检测1．画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向2. 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向（4）θBＢθBＣθBＡθBＤ3．如图所示，电流强度为I的一段通电直导线处于匀强磁场中，受到的安培力为F，图中正确标志I 和F方向的是( )B4.画出下列导体所受安培力方向第3题高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

通电导体在磁场中受到的力(导)学案 (14)

3.4 通电导线在磁场中受到的力学案[学习目标] 1.知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向.2.学会用公式F＝BIL计算B与I垂直和平行两种情况下安培力的大小3.了解磁电式电流表的基本构造及工作原理．一、安培力的方向通电导线在磁场中所受安培力的方向，与导线、磁感应强度的方向都垂直，它的方向可用左手定则判定：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．(如图1)图1二、安培力的大小垂直于磁场B放置、长为L的一段导线，当通过的电流为I时，它所受的安培力F为F ＝ILB.当磁感应强度B的方向与导线的方向平行时，导线受力为0.当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，导线受力为F＝ILB sin_θ.三、磁电式电流表1．磁电式仪表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈．如图2所示，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．图22．磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安)．一、安培力的方向[问题设计]按照如图3所示进行实验．图3(1)上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向是否改变？(2)改变导线中电流的方向，导线受力的方向是否改变？仔细分析实验结果，说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系？答案(1)受力的方向改变；(2)受力的方向改变；安培力的方向与磁场方向、电流方向的关系满足左手定则．[要点提炼]1．安培力方向、磁场方向、电流方向三者之间满足左手定则．(1)F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面．(2)磁场方向和电流方向不一定垂直．用左手定则判断安培力方向时，磁感线只要从掌心进入即可，不一定垂直穿过掌心．2．判断电流磁场方向用安培定则(右手螺旋定则)，确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则．3．推论：平行通电导线之间，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．二、安培力的大小[问题设计]1．在定义磁感应强度时，让一小段通电导线放入磁场，可得F＝ILB，此公式的适用条件是什么？答案导线垂直于磁场方向放置．2．当导线平行于磁场方向放置时，导线受力为多少？答案0.[要点提炼]1．安培力大小的计算公式F＝ILB sin_θ，θ为磁感应强度方向与导线方向的夹角．(1)当θ＝90°，即B与I垂直时，F＝ILB；(2)当θ＝0°即B与I平行时，F＝0.2．当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图4所示)；相应的电流沿L由始端流向末端．图4[延伸思考] 如图5所示，导线与磁场方向的夹角为θ时，如何计算导线受力的大小？图5答案将B分解到平行导线方向和垂直导线方向的分量，分别研究B的两个分量对导线的作用，可得出F＝ILB sin θ.三、磁电式电流表[问题设计]1．磁电式电流表的基本组成部分是什么？磁电式电流表的原理是什么？答案最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈．其原理是通电线圈在磁场中受安培力而转动．2．指针偏转的角度与通入的电流大小有怎样的关系？答案指针偏转的角度与通入的电流大小成正比．3．能否利用磁电式电流表确定电流方向？答案能．线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变．所以，根据指针的偏转方向，就可以确定被测电流的方向．一、对安培力方向的判定例1画出图6中通电导体棒ab所受的安培力的方向(图中箭头方向为磁感线的方向)．图6解析题目所给的图是立体图，如果直接把ab棒受到的安培力画在立体图上则较为抽象．为了直观，一般画成平面图，图中的各个图从外向内看的正视平面图如图所示(此时导体ab是一个横截面图，表示电流向里，表示电流向外)，题图甲中，I与B 决定的平面是与纸面垂直的竖直面，安培力方向与这个平面垂直，由左手定则知，安培力的方向为水平向右；题图乙中，I与B决定的平面是与水平方向成θ角的垂直纸面的平面，安培力方向与这个平面垂直，指向右下方；题图丙中，I和B决定的平面是垂直斜面的平面，安培力方向与斜面平行，指向右上方．甲乙丙答案见解析规律总结 1.判断安培力的方向，要先明确磁场的方向和电流的方向，用左手定则判断，不要“习惯性”地用错右手．实际上左手定则揭示了磁感应强度、电流、安培力这三个物理量方向之间的关系，知道其中任意两个方向，可以由安培定则判断第三个方向．2．分析安培力方向时，左手定则和安培定则往往同时使用，要特别注意它们的不同：安培定则用判断电流的磁场方向，用右手；左手定则用判断电流的受力方向，用左手．二、对安培力大小的计算例2长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()A．F＝BIL cos θB．F＝BIL cos θC．F＝BIL sin θD．F＝BIL sin θ解析A图中，导线不和磁场垂直，故将导线投影到垂直磁场方向上，故F＝BIL cos θ，A正确；B图中，导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，B错误；C图中导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，C错误；D图中导线和磁场方向垂直，故F＝BIL，D错误．答案 A规律总结 1.当磁场方向与电流方向垂直时安培力F＝ILB，如果磁场方向和电流方向不垂直，公式应变为F＝ILB⊥，B⊥是B在垂直于电流方向的分量．2．如果通电导线是弯曲的，则要用其等效长度代入公式计算．3．如果是非匀强磁场，原则上把通电导线分为很短的电流元，对电流元用安培力公式，然后求矢量和．例3如图7所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()图7A．0 B．0.5BIlC．BIl D．2BIl解析V形通电导线的等效长度为图中虚线部分，所以F＝BIl，故选C.答案 C三、通电导体的综合受力分析问题例4如图8所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽为L.有大小为B的匀强磁场，方向垂直导轨面，金属杆长为L，质量为m，水平放在导轨上．当回路中通过电流时，金属杆正好能静止．求：电流的大小为多大？磁感应强度的方向如何？图8解析在解这类题时必须画出截面图，只有在截面图上才能正确表示各力的准确方向，从而弄清各矢量方向间的关系．因为B垂直轨道面，又金属杆处于静止状态，所以F必沿斜面向上，由左手定则知，B垂直导轨面向上．画出金属杆的截面图如图所示，根据左手定则，这时B应垂直于导轨面向上，大小满足BIL＝mg sin α，I＝mg sin α/BL.答案mg sin α/BL方向垂直导轨面向上方法点拨在实际分析中，安培力、电流方向以及磁场方向构成一个空间直角坐标系，在空间判断安培力的方向有很大的难度，所以在判断一些复杂的安培力方向时都会选择画侧视图的方法，这样使得难以理解的空间作图转化成易于理解的平面作图．1．(安培力的方向)把一小段通电直导线放入磁场中，导线受到安培力的作用，关于安培力的方向，下列说法中正确的是() A．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B．安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直，但不一定跟电流方向垂直C．安培力的方向一定跟电流方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直D．安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直答案 D解析安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，即垂直于磁场与电流所决定的平面，但电流方向与磁场方向不一定垂直．2．(安培力的方向判定)如图9所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离．其中AB固定，CD能自由活动，当直线电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸里看)()图9A．顺时针方向转动同时靠近导线ABB．逆时针方向转动同时离开导线ABC．顺时针方向转动同时离开导线ABD．逆时针方向转动同时靠近导线AB答案 D解析据电流元分析法，把电流CD等效成CO、OD两段电流．由安培定则画出CO、OD所在位置的AB电流的磁场，由左手定则可判断CO、OD受力如图甲所示，可见导线CD逆时针转动．由特殊位置分析法，让CD逆时针转动90°，如图乙，并画出CD此时位置AB电流的磁感线分布，据左手定则可判断CD受力垂直于纸面向里，可见导线CD靠近导线AB.3．(安培力大小的计算)如图10所示，四边形的通电闭合线框abcd处在垂直线框平面的匀强磁场中，它受到磁场力的合力()图10A．竖直向上B．方向垂直于ad斜向上C．方向垂直于bc斜向上D．为零答案 D4．(通电导体的综合受力分析问题)一根长L＝0.2 m的金属棒放在倾角θ＝37°的光滑斜面上，并通过I＝5 A的电流，方向如图11所示，整个装置放在磁感应强度B＝0.6 T竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？(sin 37°＝0.6)图11答案0.8 N解析从侧面对棒受力分析如图，安培力的方向由左手定则判出为水平向右，F＝ILB＝5×0.2×0.6 N＝0.6 N.由平衡条件得重力mg＝Ftan 37°＝0.8 N.。

通电导线在磁场中受到的力(导学案)

第三章磁场4.通电导线在磁场中受到的力（导学案）李店中学张勇【学习目标】1、观察安培力方向和哪些因素有关的实验，记录实验现象并得出相关结论。

知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断安培力的方向2、推导匀强磁场中安培力表达式，计算匀强磁场中安培力的大小【重难点】1、安培力的大小和方向是本节重点2、弄清安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系式本节难点【学习过程】【预习自学】复习： 1、磁感应强度的定义式：2、安培定则的内容：预习： 1、安培力：2、安培力的方向怎样判定：【合作探究】一、探究安培力的方向1、演示实验2、提出问题（1）垂直磁场方向的通电导线受力吗？（2）电流方向、磁场方向、受力方向在同一条直线上吗？在同一平面吗？三者方向关系如何？在上面四图中画出并分析实验结果。

3、结论：左手定则4、拓展 :（1）磁场方向和导线方向平行时，安培力怎样？（ 2）磁场方向和导线方向不垂直时，安培力方向如何判定？例 1：画出图甲的正视图、左向右看的侧视图、上向下看得俯视图。

例 2：画出以下通电导线所受安培力的方向例 3：两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并做出预测，然后用实验检验你的预测。

结论：二、探究安培力的大小1、在磁场中通电导线（电流为I 、导线长为L）和磁场（ B）方向垂直时，通电导线所受的安培力的大小： F =（最大）注意：每个物理量的物理意义B----导线L 所处位置的I-----导线中通的L----导线在中的长度F----通有电流强度为且在磁场中的长度为的导线所受到的作用力2、两种特例：即当I ⊥B 时 F =和当I∥B时F =3、通电导线与磁场方向夹θ角时呢？把磁感应强度 B 分解为两个分量：一个分量与导线垂直B⊥=另一分量与导线平行 B ∥ =平行于导线的分量B∥不对通电导线产生作用力，通电导线所受作用力仅由B⊥决定。