磁场对通电导线的作用
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磁场对通电导线的作用力
1.1 磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向1．安培力：通电导线在 中受的力．2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指 ，并且都与 在同一个平面内；让磁感线从 垂直进入，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．3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系： ， ，即F 垂直于B 与I 所决定的平面．二、安培力的大小1．垂直于磁场B 的方向放置的长为l 的通电导线，当通过的电流为I 时，所受安培力为F ＝ . 2．当磁感应强度B 的方向与电流方向成θ角时，公式F ＝ . 三、磁电式电流表1．原理：安培力与电流的关系．通电线圈在磁场中受到 而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越 ．根据 的偏转方向，可以知道被测电流的方向． 2．构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．3．特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿 方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线 ，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小 ．4．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流．缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱．【参考答案】磁场 垂直 掌心 电流 拇指 F ⊥B F ⊥I IlB IlB sin θ 指针 半径 平行 相等考点一：两根通电导线之间的作用力方向【例1】在正三角形ABC 的三个顶点A 、B 、C 处，各固定有一根垂直于三角形的长直导线，每根导线通有大小相同的恒定电流，电流方向如图所示，已知导线A 受到的安培力大小为F ，则导线C 受到的安培力（ ）基础知识梳理典型例题分析A ．大小为F ，方向平行AB 向左下 B ．大小为F ，方向平行AB 向右上C ，方向垂直AB 向右下D ，方向垂直AB 向左上 【答案】C【解析】设两长直导线间的相互作用力大小为F 1，反向电流相互排斥，同向电流相互吸引，对长直导线A 研究，根据力的合成可得12cos60F F ︒=解得1F F =对长直导线C 研究，根据力的合成可得，C 受到的安培力为C 12cos30F F =︒=方向垂直AB 向右下。
2.3磁场对通电导线的作用
3.3 磁场对通电导线 的作用
安培力
，既跟导线的长度L成正比， 又跟导线中的电流I成正比，用公式表示就是：
F=BIL
B是磁感应强度
(B I )
单位:特斯拉
安培力的方向
可以用左手定则来判定 ①磁感线穿入手心， ②四指指向----电流的方向， ③拇指的方向------所受安培力的方向。
I
B
判定以下通电导线所受安培力的方向
I B
F
F
I
B
I
B
F
F I B
F I B
B F
B I
I
30 °
F
B
B
I I
思考与讨论
如果放在磁场中的不是一段通电的导线， 而是一个通电的矩形线圈，会发生什么现象？
电动机是利用安培力来工作的
大家谈
电动机给家庭生活带来了什么变化？
小结
1、通电导体在磁场中受到的力称为安培力
F=BIL
2、用左手定则判断安培力的方向 3、磁感应强度，单位是特斯拉 4、电动机是利用安培力来工作的
安培力
，既跟导线的长度L成正比， 又跟导线中的电流I成正比，用公式表示就是：
F=BIL
B是磁感应强度
(B I )
单位:特斯拉
安培力的方向
可以用左手定则来判定 ①磁感线穿入手心， ②四指指向----电流的方向， ③拇指的方向------所受安培力的方向。
I
B
判定以下通电导线所受安培力的方向
I B
F
F
I
B
I
B
F
F I B
F I B
B F
B I
I
30 °
F
B
B
I I
思考与讨论
如果放在磁场中的不是一段通电的导线， 而是一个通电的矩形线圈，会发生什么现象？
电动机是利用安培力来工作的
大家谈
电动机给家庭生活带来了什么变化？
小结
1、通电导体在磁场中受到的力称为安培力
F=BIL
2、用左手定则判断安培力的方向 3、磁感应强度，单位是特斯拉 4、电动机是利用安培力来工作的
4磁场对通电导线的作用力
将长为1m的导线ac，从中点折成1200的夹角如图 形状，放入B=0.08T的匀强磁场中，abc平面与磁 场垂直，若在导线abc中通入25A的直流电，则整个 导线所受安培力的大小为 31/2_______N。
2、通电导线在安培力作用下的运动
电流元法 特殊位置法 等效法 结论法 转换研究对象法
电流元法+特殊位置法
安培力的力矩叫磁力矩
1、当线圈平面与磁感线平行时(B∥S) Mab＝Fab· L2/2＝BIL1· L2/2＝BIS/2 Mcd＝Fcd· L2/2＝BIS/2 Mbc＝Mad＝0 M＝Mab＋Mcd＋Mbc＋Mad＝BIS ——单匝线圈，匀强磁场 2、当线圈平面与磁感线成θ角时 若N匝，则NBIS Mab＝Fab· L2cosθ/2＝BIScosθ/2 Mcd＝Mab＝BIScosθ/2 Mbc＝Mad＝0 若N匝，则NBIScosθ M＝BIScosθ ——单匝线圈，匀强磁场 3、B⊥S时，M＝0 (θ＝90°)
演示 平行通电直导线之间的相互作用
你能用安培力的知 识来判断结果吗？ 结论： 同向电流相互吸引 反向电流相互排斥 问:若两根导线通以大小不同的 电流，则受力情况如何？
注意：F12=F21
二、安培力的大小
当B⊥I时 ，导线所受安培力 F＝BIL 当B∥I 时，导线所受安培力 F＝0 当B与I成一角度θ时， F＝BILsinθ
（C）、适当增大磁场
（D）、将磁场反向并适当改变大小
应用：
1、“ 有效长度”问题 2、判断通电导线在非匀强磁场中的运动 3、安培力的力学综合问题
1、“ 有效长度”问题
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，求各导线受到的安培力。
磁场对通电导线的作用力、左手定则
• 3、电流方向不变，改变磁场方向，观察磁场中导体 运动方向： 向右运动
• 4、同时改变电流方向、磁场方向，观察磁场中导体 运动方向：向左运动
磁场对通电导体的作用力
实验结论
1、磁场对电流有力作用，这个力叫做磁场力 （磁安场培对力放）入。其 中 的 磁 体 或 电 流 有 力 的 作
用
2、磁场力的方向跟磁场方向和电流方向有关。
磁场对通电矩形线圈的作用力
磁场对通电线圈的作用
通电线圈在磁场中会受到力的作用 （并不能持续的沿着一个方向转动下去）
磁场对通电矩形线圈的作用力
电能 → 机械能
总结
磁场对通电指导线的作用力
1.左手定则内容： （1）让磁感线垂直穿入掌心； （2）四指指向电流方向； （3）2.则导大体在拇磁指场所中指受的力方的大向小就（是垂磁直场，力平行的，方倾向斜。
左手定则
目录
1
2
磁场对通电直 导线作用
左手定则
磁场对通电矩形 线框的作用
电动机
磁场对通电指导线的作用
想一想
• 在奥斯特实验中我们知道了电流对磁体有力的 作用，反过来，磁体对电流有无力的作用呢？
• 如果我们把通电导体在放在磁场中，会有怎样 的现象？
磁场对通电指导线的作用
实验
通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力,也称
磁场对通电导体的作用力
两根直导线C、+ D，通以相反方向的相同电流后将怎样运动？
F I
IF
异向电流互相排斥
C
D+
D导线位于C导线的右侧，可以看作导线D位于C所产生的磁场内 C导线位于D导线的左侧，可以看作导线C位于D所产生的磁场内
磁场对通电导体的作用力
• 4、同时改变电流方向、磁场方向，观察磁场中导体 运动方向：向左运动
磁场对通电导体的作用力
实验结论
1、磁场对电流有力作用，这个力叫做磁场力 （磁安场培对力放）入。其 中 的 磁 体 或 电 流 有 力 的 作
用
2、磁场力的方向跟磁场方向和电流方向有关。
磁场对通电矩形线圈的作用力
磁场对通电线圈的作用
通电线圈在磁场中会受到力的作用 （并不能持续的沿着一个方向转动下去）
磁场对通电矩形线圈的作用力
电能 → 机械能
总结
磁场对通电指导线的作用力
1.左手定则内容： （1）让磁感线垂直穿入掌心； （2）四指指向电流方向； （3）2.则导大体在拇磁指场所中指受的力方的大向小就（是垂磁直场，力平行的，方倾向斜。
左手定则
目录
1
2
磁场对通电直 导线作用
左手定则
磁场对通电矩形 线框的作用
电动机
磁场对通电指导线的作用
想一想
• 在奥斯特实验中我们知道了电流对磁体有力的 作用，反过来，磁体对电流有无力的作用呢？
• 如果我们把通电导体在放在磁场中，会有怎样 的现象？
磁场对通电指导线的作用
实验
通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力,也称
磁场对通电导体的作用力
两根直导线C、+ D，通以相反方向的相同电流后将怎样运动？
F I
IF
异向电流互相排斥
C
D+
D导线位于C导线的右侧，可以看作导线D位于C所产生的磁场内 C导线位于D导线的左侧，可以看作导线C位于D所产生的磁场内
磁场对通电导体的作用力
磁场对通电导线的作用力
判断下图中通电导线受力的方向
S F
N
B F
例题：在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置 一根长为L、质量为m的直导体棒，导体棒处在 静止状态。（1）若磁场方向竖直向下，则磁感 应强度为多少？ （2）欲使导体棒处在静止状态，所加磁场的磁 感应强度最小为多少？方向如何？
祝同窗们学习愉快！ 再会！
判断下图中通电导线受力的方向
N
S
F
B F
例题1:画出图中第三者的方向。
F
F
F
例题2:画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
例题3：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，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，现要想使两根细线
对金属棒拉力变为零，可采用哪些办法： ( AC )
A、适宜增大电流I
B、将电流反向并适宜变化大小
C、适宜增大磁场
D、将磁场反向并适宜变化大小
安培力的大小 垂直时：F=ILB 夹角θ为时:F=ILBsin θ 平行时：F=0
例题4：如图所示，直角三角形ABC构成的导线框 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，A ，30求0 三角形框架 各边所受的安培力。
C
B
I
A
B
例题5：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、不能拟定
二、磁电式电流表
ห้องสมุดไป่ตู้
三、磁电式电流表的特点
1、表盘的刻度均匀，θ∝I。 2、敏捷度高，但过载能力差。 3、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最重 要特性。
第五节磁场对通电导体的作用
A.改变电流方向，其他不变B.改变磁场方向，其他不变
C.增大电流强度D.同时改变电流方向和磁场方向
12．下列说法正确的是( )
A.电动机是把机械能转化为电能的机器
B.电动机是把电能转化为机械能的机器
C.直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的
D.改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线圈转动的快慢
13．通电导体放置在磁场中，如图12-21所示，则其中导体没有受到磁力作用的是（）
4.直流电动机能把电能转化成_________能。
5．在磁场中的通电导体（）
A．一定受到磁场力的作用B．可能受到磁场力的作用
C．一定不受磁场力的作用D．以上说法均不正确
6．关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向之间的关系，下列说法中错误的是（）
A．电流方向改变时，导体受力方向改变
B．磁场方向改变时，导体受力方向改变
7.小磁针静止在通电螺线管近处，如图所示。请在根据图中小磁针的情况，给电源标出正、负极。
二、进入新课，科学探究
（一）磁场对通电导线的作用
1、通电导线在磁场中要受到力的作用。
2、通电直导线在磁场中受到力的方向与的方向、的方向有关。
(二)电动机的基本构造
1．电动机由两部分组成：
能够转动的线圈，也叫。
固定不动的磁体，也叫。
5．（多选）如图是关于电热和电磁现象的实验，下列说法正确的是
A．图甲是探究电流通过导体产生的热量与通过导体电流大小关系的实验装置
B．图乙是探究电磁感应现象的实验装置
C．图丙中的实验说明通电导体周围存在磁场
D．图丁是探究磁场对通电导体的作用
6.下列的电器设备中，应用了电磁铁的是
A.电烙铁B.电动机C.电磁继电器D.电饭锅
C.增大电流强度D.同时改变电流方向和磁场方向
12．下列说法正确的是( )
A.电动机是把机械能转化为电能的机器
B.电动机是把电能转化为机械能的机器
C.直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的
D.改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线圈转动的快慢
13．通电导体放置在磁场中，如图12-21所示，则其中导体没有受到磁力作用的是（）
4.直流电动机能把电能转化成_________能。
5．在磁场中的通电导体（）
A．一定受到磁场力的作用B．可能受到磁场力的作用
C．一定不受磁场力的作用D．以上说法均不正确
6．关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向之间的关系，下列说法中错误的是（）
A．电流方向改变时，导体受力方向改变
B．磁场方向改变时，导体受力方向改变
7.小磁针静止在通电螺线管近处，如图所示。请在根据图中小磁针的情况，给电源标出正、负极。
二、进入新课，科学探究
（一）磁场对通电导线的作用
1、通电导线在磁场中要受到力的作用。
2、通电直导线在磁场中受到力的方向与的方向、的方向有关。
(二)电动机的基本构造
1．电动机由两部分组成：
能够转动的线圈，也叫。
固定不动的磁体，也叫。
5．（多选）如图是关于电热和电磁现象的实验，下列说法正确的是
A．图甲是探究电流通过导体产生的热量与通过导体电流大小关系的实验装置
B．图乙是探究电磁感应现象的实验装置
C．图丙中的实验说明通电导体周围存在磁场
D．图丁是探究磁场对通电导体的作用
6.下列的电器设备中，应用了电磁铁的是
A.电烙铁B.电动机C.电磁继电器D.电饭锅
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：
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：
高中物理选修3-1-磁场对通电导线的作用力
磁场对通电导线的作用力知识元安培力知识讲解1．安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力，其作用点可等效在导体的几何中心．2．安培力的大小（1）计算公式：F=BIL sinθ（2）对公式的理公式F=BIL sinθ可理解为F=B(sinθ)IL，此时B sinθ为B沿垂直I方向上的分量，也可理解为F=BI(L sinθ)，此时L sinθ为L沿垂直B的方向上的投影长度，也叫“有效长度”，公式中的θ是B和I方向间的夹角．注意：①导线是弯曲的，此时公式F=BIL sinθ中的L并不是导线的总长度，而应是弯曲导线的“有效长度”．它等于连接导线两端点直线的长度（如图所示），相应的电流方向沿两端点连线由始端流向末端．②安培力公式一般用于匀强磁场．在非匀强磁场中很短的导体也可使用，此时B的大小和方向与导体所在处的B的大小和方向相同．若在非匀强磁场中，导体较长，可将导体分成若干小段，求出各段受到的磁场力，然后求合力．3．左手定则①用于判断通电直导线在磁场中的的受力方向②用于判断带电粒子在磁场中的的受力方向方法：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线穿入手心，并使四指指向电流的方向，大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向（书上定义），我在这里想说一点，是不是左手定则只可以判断受力方向，我的答案是非也，在判断力的方向时，是知二求一（知道电流方向与磁场方向求力的方向），所以也可以知道力与电流求磁场，或是知道力与磁场求电流。
4．安培力的方向在解决有关磁场对电流的作用的问题时，能否正确判断安培力的方向是解决问题的关键，在判定安培力的方向时要注意以下两点：（1）安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面．因此，在判断时首先确定磁场和电流所确定的平面，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．（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和磁场所决定的平面，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．的方向被唯一确定；但若已知B（或I）、F 注意：若已知B、I方向，则由左手定则得F安的方向，由于B只要穿过手心即可，则I（或B）的方向不唯一、安简单概括磁场对电流的作用应用步骤：1．选择研究对象以及研究过程；2．在某瞬时对物体进行受力分析并应用牛顿第二定律；3．带入安培力公式和电学公式进行公式整理；4．求解，必要时对结果进行验证或讨论。
磁场对通电导线的作用
教材资料分析 思考与讨论 线圈在磁场中如何运动
图2、3-4 如果放在磁场中的不是一段通电的导线，而是一个通电的矩形
线圈 abcd(图 2、3-4)，会发生什么现象？ 点拨 如图所示．由左手定则可判知 ab、cd 两边所受安培力的 方向相反，线圈绕 OO′转动．这就是电动机的原理．
磁感应强度的理解
图2-3-5
解析
导线转动前，电流方向与磁感线方向相同，导线不受安
培力；当导线转过一个小角度，电流方向与磁感线不再平行， 于是导线受到安培力；当导线转过 90° 时，电流方向与磁感线 垂直，此时导线受的安培力最大．用左手定则可以判断安培力 的方向始终不变．所以选项 D 正确． 答案 D
4．如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线， 电流大小均为 I，磁感应强度均为 B，求各导线所受到的安培 力．
三 磁场对通电导线的作用
1．会计算通电导体在磁场中所受安培力的大小． 2．学会用左手定则判断安培力的方向． 3．了解电动机的构造及工作原理． 4．熟练掌握磁感应强度的定义及其物理意义．
一、安培力 1．定义：通电导线在 磁场中 受到的力叫做 安培力 ． 2．特点：通电直导线与磁场方向 垂直时，所受的安培力最大 ；
解析 磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场强弱，因此选 项 A 是正确的； 磁感应强度是与电流 I 和导线长度 L 无关的物 F 理量，且 B＝IL中的 B、F、L 相互垂直，所以选项 B、C、D 都是错误的． 答案 A
2．关于磁感应强度，下列说法中正确的是(
)．
A．匀强磁场中的磁感应强度可以这样测定：测出一段通电导 线放在磁场中受到的安培力 F，及该导线的长度 L、通过的电 F 流 I，则 B＝IL B．通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度 一定为零 F C．B＝IL只是定义式，磁感应强度是磁场本身的属性，与放不 放通电导线无关 D．通电导线所受安培力的方向就是磁感应强度的方向
磁场对通电导线的作用
故线圈向左运动．只有选项A正确．
解法二 等效法 将环形电流等效成小磁针，如图所示，根据异名磁极相吸引知， 线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根 据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，也可判断出线圈 向左运动，选A. 答案：A
三、归纳总结
判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路：
答案：B
例2 如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁
铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图示方向 的电流后，线圈的运动情况是( ) A．线圈向左运动 B．线圈向右运动 C．从上往下看顺时针转动 D．从上往下看逆时针转动
解析：解法一 电流元法首先将线圈分成很多小段，每一小段可看作 一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受到的安培力 情况如图所示．根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，
研究对象: 通电 明确 导体所在位置的磁
导线或导体
场分布情况
导体的运动方向或 导体的受力情况 确定 运动趋势的方向
利用 左手定则
磁场对通电导线的作用
一、知识梳理
磁场对通电导线的作用——安培力
1.安培力的方向 (1)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. (2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相 吸引 ，异向电流互
(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)利用结论法 ①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥； ②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.（慎重） (5)转换研究对象法：定性分析磁体在电流磁场作用的受力和运动时，可先分析 电流在磁体的磁场中受到的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流 的作用力.
解法二 等效法 将环形电流等效成小磁针，如图所示，根据异名磁极相吸引知， 线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根 据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，也可判断出线圈 向左运动，选A. 答案：A
三、归纳总结
判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路：
答案：B
例2 如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近，磁
铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面．当线圈内通以图示方向 的电流后，线圈的运动情况是( ) A．线圈向左运动 B．线圈向右运动 C．从上往下看顺时针转动 D．从上往下看逆时针转动
解析：解法一 电流元法首先将线圈分成很多小段，每一小段可看作 一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受到的安培力 情况如图所示．根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，
研究对象: 通电 明确 导体所在位置的磁
导线或导体
场分布情况
导体的运动方向或 导体的受力情况 确定 运动趋势的方向
利用 左手定则
磁场对通电导线的作用
一、知识梳理
磁场对通电导线的作用——安培力
1.安培力的方向 (1)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. (2)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相 吸引 ，异向电流互
(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)利用结论法 ①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥； ②两电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势.（慎重） (5)转换研究对象法：定性分析磁体在电流磁场作用的受力和运动时，可先分析 电流在磁体的磁场中受到的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流 的作用力.
3.2_磁场对通电导线的作用力——安培力 (1)
请同学们思考：紧挨
着的相同的蹄形磁体排放
在一起的目的是什么？
保持导线中的电流不变，改变排放的磁铁的个数， 猜想导线受到的力会怎样变化呢？ 如果通电导线于磁场方向平行时，导线的受力情 况又会呢？请同学们猜想！
实验表明：
（1）当通电导线与磁场方向平行时，导线不受力；
（2）当通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通电导
2.当电流和磁场平行时
F＝0
3.当电流和磁场夹角θ时
F=ILB sinθ 可以将磁感应强度 B 正 交分解成 B⊥ ＝ Bsin θ 和 B∥＝Bcos θ，而B∥对电 流是没有作用的．
F＝B⊥IL＝BILsin θ，即 F＝BILsin θ.
设下图中磁感应强度为B，电流强度I，导线长度 L，求安培力大小
例、如图所示，蹄形磁铁固定，通电直导线AB可自由 运动，当导线中通以图示方向的电流时，俯视导体， 导体AB将（AB的重力不计） A、逆时针转动，同时向下运动 N S B、顺时针转动，同时向下运动 C、顺时针转动，同时向上运动 D、逆时针转动，同时向上运动
向里
I F N
F
S
N
F
S
向外
A、逆时针转动，同时向下运动
练习3 、如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽 L＝0.5m的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连 接在导轨上，在导轨上横放一根质量为 m＝ 0.2kg的金属 棒ab，电源电动势 E＝12V，内阻r＝0.3Ω，磁场方向垂 直轨道所在平面，B＝0.8T。欲使棒ab在轨道上保持静止， 滑动变阻器的使用电阻 R 应为多大？（ g 取 10m/s 2 ，其它 电阻不计）
I
B B I I B
I
θ
θ
B
磁场对通电导线的作用 课件
,它又处在 磁场中,在磁场力的作用下,它就会转动起来;要想改变铝盘的转动方向, 也就是通电导体的受力方向,有两种方法:可以改变铝盘中的电流方向, 也可以改变磁场的方向.
一、安培力
活动与探究 如图所示,用两根细铜丝把一根直导线悬挂起来,放入蹄形磁铁形
三、电动机
电动机在生产、生活中有着广泛的应用,其原理就是通电导线在磁
场中受到安培力作用工作的.各种电动机都由定子和转子组成.
预习交流 3
如图所示,把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在蹄形磁铁之间,盘 的下边缘浸在液态水银中,把转轴和导电液体水银分别接在一直流电 源的两极上,铝盘就会转动起来.为什么?用什么方法可以改变铝盘的转 动方向?
例 1如图所示,放在台秤上的条形磁铁两极未知,为了探明
磁铁的极性,在它中央的正上方固定一导线,导线与磁铁垂直,给导线通 以垂直纸面向外的电流,则( )
A.如果台秤的示数增大,说明磁铁左端是北极 B .如果台秤的示数增大,说明磁铁右端是北极 C .无论如何台秤的示数都不可能变化 D .以上说法都不正确
答案:可以类似地引入物理量“磁感应强度”,但定义时不能引入试 探电荷.
解析:因为磁场对静止的电荷没有作用,所以无法通过其受力来定
义物理量,但磁场对电流有力的作用,因此可以通过引入直线电流,根据
其受力来定义磁感应强度.
迁移与应用
例 2关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.磁场中某处的磁感应强度大小,就是长度为 L、所通电流为 I 的一 段直导线放在该处时,通电导线所受安培力 F 与 I、L 乘积的比值
答案:这个实验说明通电导线在磁场中会受力,受力的方向与磁场 方向以及电流的方向有关.
二、磁感应强度 1.一段通电直导线垂直放在磁场里所受的安培力与导线中的电流
一、安培力
活动与探究 如图所示,用两根细铜丝把一根直导线悬挂起来,放入蹄形磁铁形
三、电动机
电动机在生产、生活中有着广泛的应用,其原理就是通电导线在磁
场中受到安培力作用工作的.各种电动机都由定子和转子组成.
预习交流 3
如图所示,把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在蹄形磁铁之间,盘 的下边缘浸在液态水银中,把转轴和导电液体水银分别接在一直流电 源的两极上,铝盘就会转动起来.为什么?用什么方法可以改变铝盘的转 动方向?
例 1如图所示,放在台秤上的条形磁铁两极未知,为了探明
磁铁的极性,在它中央的正上方固定一导线,导线与磁铁垂直,给导线通 以垂直纸面向外的电流,则( )
A.如果台秤的示数增大,说明磁铁左端是北极 B .如果台秤的示数增大,说明磁铁右端是北极 C .无论如何台秤的示数都不可能变化 D .以上说法都不正确
答案:可以类似地引入物理量“磁感应强度”,但定义时不能引入试 探电荷.
解析:因为磁场对静止的电荷没有作用,所以无法通过其受力来定
义物理量,但磁场对电流有力的作用,因此可以通过引入直线电流,根据
其受力来定义磁感应强度.
迁移与应用
例 2关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.磁场中某处的磁感应强度大小,就是长度为 L、所通电流为 I 的一 段直导线放在该处时,通电导线所受安培力 F 与 I、L 乘积的比值
答案:这个实验说明通电导线在磁场中会受力,受力的方向与磁场 方向以及电流的方向有关.
二、磁感应强度 1.一段通电直导线垂直放在磁场里所受的安培力与导线中的电流
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关于电流表的工作原理，请思考
①线圈的转动是怎样产生的? ②线圈为什么不一直转下去？ ③为什么指针偏转角度的大小可以
说明被测电流的强弱? ④如何根据指针偏转的方向来确定
电路上电流的方向? ⑤使用时要特别注意什么?
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
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。 即： F=ILB
（2）平行时：F＝0
（3）公式： F=I L B sinθ
θ表示磁场方向与电流方向间的夹角
☻ 在中学阶段，F=I L B sinθ仅适用于匀强磁场
例题：如图,在条形磁铁S极附近悬挂一个线圈， 磁铁水平放置，其轴线与线圈共面并通过线圈 的圆心，当线圈中的电流沿图示方向时，线圈 将会如何运动？
I
S
N
B
E F
B×
B
E
B
×
F
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 _________.
二、安培力的大小：
把磁感应强度B分解为两个分量：
B
一个分量与导线垂直 另一分量与导线平行
B1=Bsinθ B2=Bcosθ
B2
B1
θ
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。
I
即F=ILB1，将B1=Bsinθ 代入得：
F=ILBsinθ
0o F 0
90O F IBL
F I
N
S
F
N
S
F
巩固练习
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___
（力3_无）___桌__面__对(有磁,铁无的). 摩擦
B
F
N
S
桌面对磁铁的摩擦力
_有______(有,无) 方向_水___平__向_. 右
例：如图，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在 磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且 垂直于线圈平面。当线圈内通入如图所示的 电流后，判断线圈如何运动？
例题：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， A 300 ，求三
角形框架各边所受的安培力。
C
B
I
A
B
例题：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
一.安培力 1.定义：通电导线在磁场中受到的力
2.方向： 左手定则
左手定则
伸开左手，使拇指跟 其余四指垂直，并且 都跟手掌在同一平面 内，让磁感线穿过掌 心，并使四指指向电 流方向，那么拇指所 指的方向就是通电导 线所受的安培力的方 向。 安培力方向与磁场方向和 电流方向有什么关系？
判定以下通电导线所受安培力的方向
G
mg=BIL B=mg/IL
三、磁电式电流表
1、磁电式电流表由哪些基本部分组成？最基 本的是哪些部分？ 2、这些基本组成部分哪些是可以动的？哪些 是固定的？ 3、各个部分起到什么作用？ 4、你可以简述磁电式电流表的工作原理吗？
三、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）。 最基本的是磁铁和线圈。
（C）、适当增大磁场
a
I
b
（D）、将磁场反向并适当改变大小
例题：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
M
I
N
复习：
1、如何判断通电导线在磁场中受到 安培力的方向？ 2、安培力的大小如何计算？ 3、在运用安培力公式时应注意什么？
A、B＝10T C、B≤10T
B、B≥10T D、不能确定
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，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 细线对金属棒拉力变为零，可采用哪些方法： ( AC )
（A）、适当增大电流I
（ B）、将电流反向并适当改变大小
二、安培力的大小：
问题（：1）在匀在强匀磁强场磁B场中中，，通在电通直电导直线导与线磁与场磁方场向方垂向直 垂的直情的况情下况，下导，线导上线的所电受流安为培I，力导F等线于所磁受感安应培强力度F应B、 电怎流样I和求导？线的长度L三者的乘积。 即： F=ILB
（平2行）平呢行？时：F＝0
如果既不平行也不垂直呢？
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。
F
B
I
B
I
B I
F
B I
B
α
α
B
F
I
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并做出预测.
电流方向相同时，将会吸引;
? 电流方向相反时，将会排斥。
分析：
F
I
I
F
电流方向相同
电流方向相反
FI
F I
体指铁 可针芯 以是、 转一线 动个圈 。 整和
•
［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. ［问题］什么是均匀辐向分布呢？ 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夹角都是零度. 该磁场并非匀强磁场， 但在以铁芯为中心的 圆圈上，各点的磁感 应强度B的大小是相 等的.
B
N
X
×
F
θ
mg
引申1：欲使它静止在斜面上, 外加磁场的磁感应强度B
的最小值为________,
方向________.
N
B
F
X
mgsinθ=BIL
θθ
F
B=mgsinθ/IL
G
BX
引申2：欲使它静止在斜面上,且对斜面无压
力, 外加磁场的磁感应强度B的最小值为
θ
_________, 方向________.