gg高中物理课件___第6章__第1节__探究磁场对电流的作用(讲课适用)
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(2)运用左手定则时，无论B、I是否垂直，一定要让 磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则拇指所指 方向即为安培力的方向。
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[读教材·填要点] 一、安培力的大小 1．定义 磁场 对电流的作用力称为安培力。 2．安培力的大小 F＝ BIlsinθ ，式中θ是B与I的夹角。 3．注意 (1)当θ＝0°或180°时，即B与I平行，F＝ 0 。 (2)当θ＝90°时，即B与I垂直，F最大，F＝ Bil 。
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二、安培力的方向 1．安培力方向的判定 用 左手 定则。 2．左手定则 伸开左手，让拇指与其余四个手指垂 直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂 直穿过手心，四指指向 电流方向 ，这时 拇指 所指的方向就是通电直导线在磁场中
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1.如图6－1－6所示，在匀强磁场中放有下列各种形 状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所 受到的安培力。
图6－1－6
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[思路点拨]
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[解析] A 图是两根导线组成的折线，整体受力实质上是 两部分直导线分别受力的矢量和，其有效长度为 2L，故 FA ＝ 2IBL；同理，B 图是半圆形电流，分析圆弧上对称的每一 小段电流，受力抵消合并后，其有效长度为 2R，FB＝2BIR； C 图中，将导线接通形成闭合线圈，则 ab 和 bc 两段导线受力 与 ac 导线受力方向刚好相反，故合力为零，所以，闭合的通 电线圈安培力为零，FC＝0。
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1．安培力的大小 长为l的导体，放在匀强磁场B中，通入电流I。按不 同的方式放在磁场中时，所受的安培力不同，如图6－1 －3所示为在三种情况下导体所受安培力的情况。
图6－1－3
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2．公式F＝BIl中l指的是“有效长度” 弯曲导线的有效长度l，等于连接两端点线段的长度 (如图6－1－4)；相应的电流沿l由始端流向末端。
[答案] FA＝ 2IBL FB＝2BIR FC＝0
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计算通电导线的安培力时要注意以下几点： (1)正确地确定B、I的方向及B与I的夹角θ。 (2)正确地确定导线的有效长度l的大小。 (3)注意公式F＝IlBsinθ的适用条件。
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(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。在判断时首先确定磁场与电流所确定的平 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。
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解析：因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁 场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关。所以A选 项错，D选项正确。因为通电导线在磁场中受力的大小不 仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故B 选项错。在匀强磁场中如果导线在各个位置的方向不同， 安培力是不相同的，所以C选项错。 答案：D
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2．请根据图6－1－2中给出的条件，运用左手定则，求出 各图中第三个物理量的方向。
图6－1－2 答案：甲：F垂直纸面向里 乙：F垂直于I斜向右下方
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3．地球赤道上地磁场的磁感应强度大约是4.0×10－5T，一 根长为500 m的电线，电流为10 A，试求导线受到的磁 场力的范围是多少？ 解析：当电线的放置方式与磁场平行时，不受安培力作 用，F＝0。当电线的放置方式与磁场垂直时，安培力最 大，Fmax＝BIl＝0.2 N。故导线受到的磁场力范围： 0≤F≤0.2 N。 答案：0≤F≤0.2 N
图6－1－1 所受安培力的方向。(如图6－1－1所示)
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[关键一点] F安⊥I、F安⊥B，但B与I不一定垂直。即 F安⊥B、I所决定的平面。
三、安培力就在你身边 1．电流计 电流计的指针发生偏转，是在 安培力 的作用下产生的， 而通过指针的偏转角度可知道 电的流大小。 2．电动机 电动机转子的转动是由于通电线圈在磁场中受 安培力作 用产生的。
图6－1－4
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3．磁场与电流不垂直时安培力的计算
若磁场和电流成θ角时，如图6－1－5所
示。可以将磁感应强度B正交分解成B⊥＝ Bsinθ和B∥＝Bcosθ，而B∥对电流是没有作 用的。 F＝IlB⊥＝IlBsinθ，即F＝IlBsinθ。
图6－1－5
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[名师点睛] (1)公式F＝IlBsinθ中θ是B和I方向的夹角，不能盲 目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析。 (2)公式F＝IBlsinθ中的lsinθ也可以理解为垂直于磁 场方向的“有效长度”。 (3)用公式计算安培力适用于电流处于匀强磁场中。
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2.请画出在图6－1－7所示的甲、乙、丙三种情况下， 导线受到的安培力的方向。
图6－1－7
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[思路点拨]Leabharlann 返回[解析] 画出甲、乙、丙三种情况的侧面图，利用左 手定则判定出在甲、乙、丙三种情况下，导线所受安培 力的方向如图所示。
[答案] 见解析
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(1)运用左手定则判定安培力的方向时，注意图形的 转化，将抽象的立体图形转化为便于受力分析的图形。
(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向 仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则 来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心。
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(3)注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向 的关系：安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力 的方向与电场的方向平行。
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[名师点睛] (1)F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直。 (2)要注意左手定则判定的是磁场对电流作用力(即 安培力)的方向，而不一定是载流导体运动的方向，载流 导体是否运动，还要视它所处的具体情况而定。
第第 61 章节
新知预习 ·巧设计
名师课堂 ·一点通
创新演练 ·大冲关
读教材·填要点 试身手·夯基础
要点一 要点二 要点三 随堂检测 归纳小结
课下作业 综合提升
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1．知道安培力的概念，会用F＝IlB计 算安培力大小。
2．知道左手定则，会用左手定则判断 安培力的方向。
3．了解磁电式电流表的构造及原理。
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[试身手·夯基础] 1．下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是 ( )
A．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方所受安培力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，所受安培力大小
和方向处处相同 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线
所受安培力的大小和方向无关
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[读教材·填要点] 一、安培力的大小 1．定义 磁场 对电流的作用力称为安培力。 2．安培力的大小 F＝ BIlsinθ ，式中θ是B与I的夹角。 3．注意 (1)当θ＝0°或180°时，即B与I平行，F＝ 0 。 (2)当θ＝90°时，即B与I垂直，F最大，F＝ Bil 。
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二、安培力的方向 1．安培力方向的判定 用 左手 定则。 2．左手定则 伸开左手，让拇指与其余四个手指垂 直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂 直穿过手心，四指指向 电流方向 ，这时 拇指 所指的方向就是通电直导线在磁场中
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1.如图6－1－6所示，在匀强磁场中放有下列各种形 状的通电导线，电流为I，磁感应强度为B，求各导线所 受到的安培力。
图6－1－6
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[思路点拨]
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[解析] A 图是两根导线组成的折线，整体受力实质上是 两部分直导线分别受力的矢量和，其有效长度为 2L，故 FA ＝ 2IBL；同理，B 图是半圆形电流，分析圆弧上对称的每一 小段电流，受力抵消合并后，其有效长度为 2R，FB＝2BIR； C 图中，将导线接通形成闭合线圈，则 ab 和 bc 两段导线受力 与 ac 导线受力方向刚好相反，故合力为零，所以，闭合的通 电线圈安培力为零，FC＝0。
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1．安培力的大小 长为l的导体，放在匀强磁场B中，通入电流I。按不 同的方式放在磁场中时，所受的安培力不同，如图6－1 －3所示为在三种情况下导体所受安培力的情况。
图6－1－3
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2．公式F＝BIl中l指的是“有效长度” 弯曲导线的有效长度l，等于连接两端点线段的长度 (如图6－1－4)；相应的电流沿l由始端流向末端。
[答案] FA＝ 2IBL FB＝2BIR FC＝0
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计算通电导线的安培力时要注意以下几点： (1)正确地确定B、I的方向及B与I的夹角θ。 (2)正确地确定导线的有效长度l的大小。 (3)注意公式F＝IlBsinθ的适用条件。
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(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。在判断时首先确定磁场与电流所确定的平 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。
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解析：因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁 场本身决定，与通电导线的受力及方向都无关。所以A选 项错，D选项正确。因为通电导线在磁场中受力的大小不 仅与磁感应强度有关，而且与通电导线的取向有关，故B 选项错。在匀强磁场中如果导线在各个位置的方向不同， 安培力是不相同的，所以C选项错。 答案：D
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2．请根据图6－1－2中给出的条件，运用左手定则，求出 各图中第三个物理量的方向。
图6－1－2 答案：甲：F垂直纸面向里 乙：F垂直于I斜向右下方
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3．地球赤道上地磁场的磁感应强度大约是4.0×10－5T，一 根长为500 m的电线，电流为10 A，试求导线受到的磁 场力的范围是多少？ 解析：当电线的放置方式与磁场平行时，不受安培力作 用，F＝0。当电线的放置方式与磁场垂直时，安培力最 大，Fmax＝BIl＝0.2 N。故导线受到的磁场力范围： 0≤F≤0.2 N。 答案：0≤F≤0.2 N
图6－1－1 所受安培力的方向。(如图6－1－1所示)
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[关键一点] F安⊥I、F安⊥B，但B与I不一定垂直。即 F安⊥B、I所决定的平面。
三、安培力就在你身边 1．电流计 电流计的指针发生偏转，是在 安培力 的作用下产生的， 而通过指针的偏转角度可知道 电的流大小。 2．电动机 电动机转子的转动是由于通电线圈在磁场中受 安培力作 用产生的。
图6－1－4
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3．磁场与电流不垂直时安培力的计算
若磁场和电流成θ角时，如图6－1－5所
示。可以将磁感应强度B正交分解成B⊥＝ Bsinθ和B∥＝Bcosθ，而B∥对电流是没有作 用的。 F＝IlB⊥＝IlBsinθ，即F＝IlBsinθ。
图6－1－5
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[名师点睛] (1)公式F＝IlBsinθ中θ是B和I方向的夹角，不能盲 目应用题目中所给的夹角，要根据具体情况进行分析。 (2)公式F＝IBlsinθ中的lsinθ也可以理解为垂直于磁 场方向的“有效长度”。 (3)用公式计算安培力适用于电流处于匀强磁场中。
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2.请画出在图6－1－7所示的甲、乙、丙三种情况下， 导线受到的安培力的方向。
图6－1－7
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[思路点拨]Leabharlann 返回[解析] 画出甲、乙、丙三种情况的侧面图，利用左 手定则判定出在甲、乙、丙三种情况下，导线所受安培 力的方向如图所示。
[答案] 见解析
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(1)运用左手定则判定安培力的方向时，注意图形的 转化，将抽象的立体图形转化为便于受力分析的图形。
(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向 仍垂直电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则 来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心。
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(3)注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向 的关系：安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力 的方向与电场的方向平行。
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[名师点睛] (1)F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直。 (2)要注意左手定则判定的是磁场对电流作用力(即 安培力)的方向，而不一定是载流导体运动的方向，载流 导体是否运动，还要视它所处的具体情况而定。
第第 61 章节
新知预习 ·巧设计
名师课堂 ·一点通
创新演练 ·大冲关
读教材·填要点 试身手·夯基础
要点一 要点二 要点三 随堂检测 归纳小结
课下作业 综合提升
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1．知道安培力的概念，会用F＝IlB计 算安培力大小。
2．知道左手定则，会用左手定则判断 安培力的方向。
3．了解磁电式电流表的构造及原理。
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[试身手·夯基础] 1．下列关于磁感应强度大小的说法中正确的是 ( )
A．通电导线受安培力大的地方磁感应强度一定大 B．通电导线在磁感应强度大的地方所受安培力一定大 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，所受安培力大小
和方向处处相同 D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电导线
所受安培力的大小和方向无关