高中物理 3.4 通电导线在磁场中受到的力课件 新人教版选修3-1
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人教版高中物理选修3-1 通电导线在磁场中受到的力 课件
c
Fab Fac 1.73N
b
I
a
B
【课堂小结】
一、安培力的方向 左手定则
二、安培力的大小 1、当B⊥I时，F=BIL 2、当B∥I时,F= 0 3、当B与I的夹角为θ时，F=BILsinθ ①θ为B和I的夹角 ②适用条件：匀强磁场； ③ L为有效长度。
【课堂训练】
1、判断 （1）通电导体所受到的安培力为0，该处磁 感应强度一定为0。 （ × ） （2）安培力大小与磁感应强度成正比。 （ × ） （3）电流在磁场中某处受到的安培力，与电 流在磁场中放置的位置有关。 （ √ ）
a
d
b
c
考考你
【课堂训练】 2、画出下列通电导体所受安培力的方向。
I
B
I
B
B I
B
I
不受安培力
垂直于纸面向外
如图所示，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( ) C
A．0 C．BIL B．0.5BIL D．2BIL
【课堂训练】
3、如图，长度为10cm的一段直导线 AB，与磁场方 向垂直地放置在磁感应强度B=3T的匀强磁场中，今 在导线中通以 10A的电流，方向自 B向 A，导线以固 定点 B 为转动 轴 ，由 图中位 置按顺 时针方向转过 60°，求：导线受到的磁场力的大小和方向。
判定以下通电导线所受安培力的方向
B
I
F
判定以下通电导线所受安培力的方向
F
B
I
分析两条平行的通电导线之间的 相互作用力
提 示 ： 利 用 安 培 定 则 和 左 手 定 则
Fab Fac 1.73N
b
I
a
B
【课堂小结】
一、安培力的方向 左手定则
二、安培力的大小 1、当B⊥I时，F=BIL 2、当B∥I时,F= 0 3、当B与I的夹角为θ时，F=BILsinθ ①θ为B和I的夹角 ②适用条件：匀强磁场； ③ L为有效长度。
【课堂训练】
1、判断 （1）通电导体所受到的安培力为0，该处磁 感应强度一定为0。 （ × ） （2）安培力大小与磁感应强度成正比。 （ × ） （3）电流在磁场中某处受到的安培力，与电 流在磁场中放置的位置有关。 （ √ ）
a
d
b
c
考考你
【课堂训练】 2、画出下列通电导体所受安培力的方向。
I
B
I
B
B I
B
I
不受安培力
垂直于纸面向外
如图所示，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( ) C
A．0 C．BIL B．0.5BIL D．2BIL
【课堂训练】
3、如图，长度为10cm的一段直导线 AB，与磁场方 向垂直地放置在磁感应强度B=3T的匀强磁场中，今 在导线中通以 10A的电流，方向自 B向 A，导线以固 定点 B 为转动 轴 ，由 图中位 置按顺 时针方向转过 60°，求：导线受到的磁场力的大小和方向。
判定以下通电导线所受安培力的方向
B
I
F
判定以下通电导线所受安培力的方向
F
B
I
分析两条平行的通电导线之间的 相互作用力
提 示 ： 利 用 安 培 定 则 和 左 手 定 则
人教版高中物理选修3-1 3.4磁场对通电导线的作用力 PPT课件
向左摆动
4。利用平行电流相互作用分析法：同向平
行电流相互吸引，异向平行电流相互排斥。
两个电流总有作用到方向相同且靠 近的趋势。 自由
˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙
×
F × F 固定
×
×
×
×
如图，质量分别为 mA>mB 的两环套在光 滑绝缘杆上，若同时通上同向电流 IA<IB,它们将如何运动
A
B
方法一：同向吸引、异向排斥 方法二：等效法（把环形电流等效成小磁针）
B a θ b
练习：如图在条形磁铁N极处 悬挂一个线圈，当线圈中通 有逆时针方向的电流时，线 圈将向哪个方向偏转？
N
从上向下看逆时针转动的 同时向左摆动
练习3 ：如图所示，固定螺线管M右侧有一正方形线
框abcd，线框内通有恒定电流，其流向为abcd，当闭 合开关S后，线框运动情况应为…………（ A ） A．ab向外，cd向里转动且向M靠拢 B．ab向里，cd向外转动且远离M C．ad向外，bc向里转动且向M靠拢 D．ad向里，bc向外转动且远离M
F
IB B
F
I
B
F
B
F
I
F
I
B
I
二.安培力的大小
1.当电流和磁场垂直时
F＝ILB
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
B Bsinθ θ
I
Bcosθ
B
二.安培力的大小
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
I
B B I I B
I
θ
向里
I F N
F
人教版高中物理选修3-1 3.4 通电导线在磁场中受到的力(共23张PPT)
第四节 磁场对通电导线的作用力
通电导线在磁场中受到的力称为安培力 一、安培力的方向
演示实验：按照图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向，观察受力 方向是否改变。
2、上下交互磁极的位置以改变磁 场的方向，观察受力方向是否变化
一.安培力的向
F
B I
左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟 四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的 方 向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
流通过时相比较，磁铁受到的支持力N 和摩擦力f 将 (
)C （A）N减小，f=0; （B）N减小，f≠0;
（C）N增大，f=0; （D）N增大，f≠0.
解：画出电流所在处的磁感应线及该点的磁场方向如图：
由左手定则，磁场力F方向如图:
F
由牛顿第三定律，
B
磁铁受到等大反向的力F
I
对磁铁进行受力分析：
可知 支持力N 增大， 摩擦力f =0
S
N
F
3 如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的上方 固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即
与条形磁铁垂直）的电流，和原来没有电流通过时相比 较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f ( ) C （A）N减小，f 向左; （B）N减小，f 向右; （C）N增大，f 向左; （D）N增大， f 向右.
(A)适当增大电流I (B)将电流反向并适当改变大小 (C)适当增大磁场 (D)将磁场反向并适当改变大小
AC
6 两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，
其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流
按图示方向通入两条导线时，CD导线将……（ ）D
A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB
通电导线在磁场中受到的力称为安培力 一、安培力的方向
演示实验：按照图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向，观察受力 方向是否改变。
2、上下交互磁极的位置以改变磁 场的方向，观察受力方向是否变化
一.安培力的向
F
B I
左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟 四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的 方 向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
流通过时相比较，磁铁受到的支持力N 和摩擦力f 将 (
)C （A）N减小，f=0; （B）N减小，f≠0;
（C）N增大，f=0; （D）N增大，f≠0.
解：画出电流所在处的磁感应线及该点的磁场方向如图：
由左手定则，磁场力F方向如图:
F
由牛顿第三定律，
B
磁铁受到等大反向的力F
I
对磁铁进行受力分析：
可知 支持力N 增大， 摩擦力f =0
S
N
F
3 如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的上方 固定一根长直导线，导线中通过方向垂直纸面向里（即
与条形磁铁垂直）的电流，和原来没有电流通过时相比 较，磁铁受到的支持力N和摩擦力f ( ) C （A）N减小，f 向左; （B）N减小，f 向右; （C）N增大，f 向左; （D）N增大， f 向右.
(A)适当增大电流I (B)将电流反向并适当改变大小 (C)适当增大磁场 (D)将磁场反向并适当改变大小
AC
6 两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距离，
其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流电流
按图示方向通入两条导线时，CD导线将……（ ）D
A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB
高中物理人教版课件选修3-1 3.4通电导线在磁场中受到的力
课时目标·导航
课前感知·预习
课堂导学·探究
分层达标·训练
4．安培力的特点 垂直 ，即安培力F______ 垂直 于 与电流方向、磁感应强度的方向都_____
B和I所决定的平面。
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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： ILB 。 F=____ (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 0。 力F=__ (3)当磁感应强度B的方向与通电导线方向成θ角时， ILBsinθ 。θ为B与I的夹角。 F=_________
基本原理。
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课堂导学·探究
分层达标·训练
重点：1.正确应用左手定则判断安培力的方向。 2.匀强磁场中安培力大小的计算。 难点：安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系。
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一、安培力的方向 1．安培力
通电导线 在磁场中受的力。 _________
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【误区警示】对于安培力、电流方向和磁场方向的空间关系， 学生常常误认为三者两两垂直，教师要向学生明确安培力的方
向一定与电流、磁场方向都垂直，但电流方向与磁场方向可以
成任意角度。
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课堂导学·探究
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3.当通电导线与磁场不垂直时，如何判断安培力方向? 【思路分析】当通电导线和磁场不垂直时 安培力方向的判断是一难点，这里教师可
2．决定安培力方向的因素 电流 方向。 (1)_____ 磁感应强度 方向。 (2)___________
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4．安培力的特点 垂直 ，即安培力F______ 垂直 于 与电流方向、磁感应强度的方向都_____
B和I所决定的平面。
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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： ILB 。 F=____ (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 0。 力F=__ (3)当磁感应强度B的方向与通电导线方向成θ角时， ILBsinθ 。θ为B与I的夹角。 F=_________
基本原理。
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重点：1.正确应用左手定则判断安培力的方向。 2.匀强磁场中安培力大小的计算。 难点：安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系。
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一、安培力的方向 1．安培力
通电导线 在磁场中受的力。 _________
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【误区警示】对于安培力、电流方向和磁场方向的空间关系， 学生常常误认为三者两两垂直，教师要向学生明确安培力的方
向一定与电流、磁场方向都垂直，但电流方向与磁场方向可以
成任意角度。
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3.当通电导线与磁场不垂直时，如何判断安培力方向? 【思路分析】当通电导线和磁场不垂直时 安培力方向的判断是一难点，这里教师可
2．决定安培力方向的因素 电流 方向。 (1)_____ 磁感应强度 方向。 (2)___________
物理选修3-1 3.4磁场对通电导线的作用
一个通电螺线管产生的磁场与条形磁铁相似。
磁通量
我们将磁感应强度B 与面积S 的乘积，叫做穿 过这个面的磁通量，简称磁通。用φ表示。 即： φ=BS
φ=BS
φ=BS cosθ
在SI单位制中，磁通量的单位为：韦伯（Wb）
【例题】下列各种说法中，正确的是： A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小； B.磁感应强度越大，磁通量也越大； C.磁通量小，一定是磁感应强度小； D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。 【答案】AD
【答案】由左手定则作答。
F
× F
F F
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
【例题2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
【答案】由左手定则作答。
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时，F = ILB
2.当电流与磁场方向夹θ角时，F = ILBsinθ
垂直时：F=ILB 夹角为θ时: F=ILBsinθ
F
若不在正中央？
练习２：如图所示，a、b、c三枚小 磁针分别放在通电螺线管的正上方、管 内 和右侧．当这些小磁针静止时，小磁 针N 极的指向是………( ) A．a、b、c均向左 B．a、b、c均向右 C．a向左，b向右，c向右 D．a向右，b向左，c向右
• （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. • 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。 • 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。
3.4 通电导线在磁场中受到的力—人教版高中物理选修3-1课件(共19张PPT)
在下图中，标出了磁场的方向、通
电直导线中电流I的方向，以及通电直 导线所受安培力F的方向，其中正确的 是 ( C)
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
B 流后，cd导线将（ ）
A.顺时针方向转动，同时靠近ab
a
B.逆时针方向转动，同时离开ab c
d
【问题2】
为什么会出现这样的情况 呢？ 作图分析电流的方向相同时 导线的受力情况.
【引入】
研究完安培力的方向，接下来 我们来研究安培力的大小. 通过本章第2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＝ILB.
【问题1】当磁感应强度B的方向 与导线平行时，导线所受安培力多 大？
THANK YOU
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聆
听
重点：安培力的方向和大小的 计算，左手定则.
难点：安培力、电流、磁感 应强度三者方向的空间关系.
【问题1】安培力的方向与哪些因素有 关？
【演示1】按照教材第81页图3.1-3所示进行 实验.
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.
2.改变导线中电流的方向，观察受力方向是 否改变.
C.顺时针方向转动，同时离开ab
b
பைடு நூலகம்
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法正确的是
( A)
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
2014版高中物理 3-4磁场对通电导线的作用力课件 新人教版选修3-1
图3－4－4
A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑 动 B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑 动 C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑 动 D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑 动
【解析】
若a接正极，b接负极，由右手螺旋定则知电磁铁
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 导线所受合力方向竖直向上，故A项正确．
【答案】 A
2．(多选)(2013· 西安期中检测)如图所示，平行于纸面水平向 右的匀强磁场，磁感应强度B1＝1 T．位于纸面内的细直导线，长 L＝1 m，通有I＝1 A的恒定电流．当导线与B1成60° 夹角时，发现 其受到的安培力为零．则该区域同时存在的另一匀强磁场的磁感 应强度B2大小可能为 ( T A. 2 T C. 4 3 B. T 2 D. 3T )
●教学地位 本节知识是电磁学的基础，在高考中常被考查到，可以直接 命题，也可以与其他知识综合命题，学习过程中对本节内容要引 起足够重视.
●新课导入建议 电流通过磁电式电流表时，表针会发生偏转，洗衣机、电风 扇接入电路时，电动机开始运转，你知道这是为什么吗？学习本 节知识后，就可以解决这个问题．
●教学流程设计 课前预习安排： 1.看教材 ⇒ 2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论 步骤1：导入新课，本节教学地位分析 ⇒ 步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生 ⇒
如图3－4－8所示，导体杆ab的质量为m，电阻为 R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d， 电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B， 电池内阻不计，问：若导线光滑，电源电动势E多大才能使导体 杆静止在导轨上？
3.4 通电导线在磁场中受到的力 课件-人教版高中物理选修3-1
两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用
同向电流相互吸引 反向电流相互排斥
分析： 同向电流
F
F
反向电流
F
F
安培力的大小 1、当电流与磁场方向垂直时: F = ILB (B⊥L)
S I
2、电流与磁场方向平行时，
磁场对电流的作用力为零
N
3.当电流与磁场方向夹角为θ时: 安培力的大小 B
把磁感应强度B分解为两个分量：
【课堂训练】
1．如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方 附近用绝缘线水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，“×” 表示导线中电流的方向垂直于纸面向里。电键S闭合后，A受到 通电螺线管磁场的作用力
的方向是（ C ） A．水平向左 B．水平向右
C．竖直向下 D．竖直向上
(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。
(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。
【例 2】 如图，等边三角形线框 LMN 由三根相同的 导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强
度方向垂直，线框顶点 M、N 与直流电源两端相接．已如导 体棒 MN 受到的安培力大小为 F，则线框 LMN 受到的安培
力的大小为( B )
A．2F B．1.5F C．0.5F D．0
F=BIL中的L为有效长度，当导线弯曲时，L是导线两端点 的连线长度
磁电式电表
[问题] 电流表中磁场分布有何特点呢？ 电流表中磁铁与铁芯间是均匀辐向分布的.
物理：3.4《磁场对通电导线的作用力》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
二、安培力的大小 1.垂直于磁场 放置长为 的通电导线 ， 当通过的 垂直于磁场B放置长为 的通电导线， 垂直于磁场 放置长为L的通电导线 电流为I时 它所受的安培力 为 电流为 时，它所受的安培力F为 ILB .
2．当磁感应强度B的方向与导线方向成 角时，公 ．当磁感应强度 的方向与导线方向成 角时， 的方向与导线方向成θ角时 式F＝ ＝ ILBsinθ .
3．特殊位置分析法 ． 根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向， 根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向 ， 判 断其运动方向，然后推广到一般位置． 断其运动方向，然后推广到一般位置． 4．结论法 ． 两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势， 两平行直线电流在相互作用过程中 ， 无转动趋势 ， 同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直 同向电流互相吸引，反向电流互相排斥； 线电流相互作用时， 线电流相互作用时 ， 有转到平行且电流方向相同的趋 势．
通电导体如果是弯曲的， 2. 通电导体如果是弯曲的 ， 如何确定它的有效长 度？
思考·提示 提示】 【 思考 提示 】 度．
2.导体两端的连线即为有效长 导体两端的连线即为有效长
三、磁电式电流表 安培力与电流 的关系． 的关系． 1．磁电式电流表的原理是 ． 2．磁电式仪表的构造特点 ． (1)构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、软铁、极靴． 构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、软铁、极靴． 构造 (2)特点： 两极间装有极靴 ，极靴和极靴中间的铁 特点：两极间装有极靴， 特点 质圆柱， 质圆柱，使极靴与圆柱间的磁场都沿 半径 方 向 ， 使 线圈平面都与磁场方向 平行 ，使表盘刻度 均匀 ．
为方便对问题的分析和便于列方程， 为方便对问题的分析和便于列方程 ， 在受力分析 时将立体图画成平面图，即画成俯视图、剖面图或侧视 时将立体图画成平面图，即画成俯视图、 图等． 图等．
高中物理 第三章 磁场 4 通电导线在磁场中受到的力课件1高二选修31物理课件
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. 3．了解(liǎojiě)磁电式电流表的内部构造的原理．
2021/12/9
第二页，共四十三页。
重点难点
【重点】 安培力的方向确定和安培力大小的计算． 【难点】 左手(zuǒshǒu)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)．
2021/12/9
第十九页，共四十三页。
学习(xuéxí)互动
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(diànliú)大小为I,磁感应 强度为B,则导线框所受的安培力为多大?
2021/12/9
图3-4-5
第二十页，共四十三页。
学习(xuéxí)互动
[答案] 2BIRsin θ [解析] 由于导线框的首尾相连(shǒu wěi xiāng lián)的有向线段的长度为2R,且有向线段沿垂直 于磁场方向上的投影为2Rsin θ,所以导线框所受的安培力为F=2BIRsin θ.
例1 画出图3-4-2中通电直导线(dǎoxiàn)A受到的安培力的方向.
2021/12/9
图3-4-2
第十三页，共四十三页。
学习(xuéxí)互动
如图所示
[解析] (1)中电流与磁场垂直(chuízhí),由左手定则可判
断出A所受安培力方向如图甲所示.
(2)中条形磁铁在A处的磁场分布如图乙所示,由左 手定则可判断A受到的安培力的方向如图乙所示.
半径(b方ànj向ìng均) 匀分布,使线圈平面始终与磁感线
平,使行表盘刻度
.均匀
2021/12/9
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. 3．了解(liǎojiě)磁电式电流表的内部构造的原理．
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第二页，共四十三页。
重点难点
【重点】 安培力的方向确定和安培力大小的计算． 【难点】 左手(zuǒshǒu)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)．
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第十九页，共四十三页。
学习(xuéxí)互动
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(diànliú)大小为I,磁感应 强度为B,则导线框所受的安培力为多大?
2021/12/9
图3-4-5
第二十页，共四十三页。
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[答案] 2BIRsin θ [解析] 由于导线框的首尾相连(shǒu wěi xiāng lián)的有向线段的长度为2R,且有向线段沿垂直 于磁场方向上的投影为2Rsin θ,所以导线框所受的安培力为F=2BIRsin θ.
例1 画出图3-4-2中通电直导线(dǎoxiàn)A受到的安培力的方向.
2021/12/9
图3-4-2
第十三页，共四十三页。
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如图所示
[解析] (1)中电流与磁场垂直(chuízhí),由左手定则可判
断出A所受安培力方向如图甲所示.
(2)中条形磁铁在A处的磁场分布如图乙所示,由左 手定则可判断A受到的安培力的方向如图乙所示.
半径(b方ànj向ìng均) 匀分布,使线圈平面始终与磁感线
平,使行表盘刻度
.均匀
2021/12/9
高中物理选修3-1精品课件 3.4 通电导线在磁场中受到的力
第三章 磁场 4 通电导线在磁场中受到的力
一、安培力的方向
按照图示进行实验。 改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。
I
F
B
I F
B
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.
θ
问题:若既不平行也不垂直呢？ I
B 公式： F=ILBsinθ
θ
I
表示磁场方向与电流方向间的夹角，
此公式仅适用于匀强磁场.
思考感悟 通电导体如果是弯曲的，如何确定它的L呢？
提示：导体两端的连线即为L，称为有效长度．
二、对安培力大小计算公式的深刻理解 1．公式F＝ILB中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时， F 最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0. 2．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接的长度 (如图所示)；相应的电流沿L由始端向末端．
最基本的是磁铁和线圈。
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.
例：如图所示直角三角形abc组成的导线框内通有电流I
＝1A，处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中, ac=40cm，
求三角形框架各边所受的安培力。
a 30o
Fbc = 0 N
c
Fab = Fac = 0.69 N
一、安培力的方向
按照图示进行实验。 改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。
I
F
B
I F
B
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.
θ
问题:若既不平行也不垂直呢？ I
B 公式： F=ILBsinθ
θ
I
表示磁场方向与电流方向间的夹角，
此公式仅适用于匀强磁场.
思考感悟 通电导体如果是弯曲的，如何确定它的L呢？
提示：导体两端的连线即为L，称为有效长度．
二、对安培力大小计算公式的深刻理解 1．公式F＝ILB中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时， F 最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0. 2．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接的长度 (如图所示)；相应的电流沿L由始端向末端．
最基本的是磁铁和线圈。
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.
例：如图所示直角三角形abc组成的导线框内通有电流I
＝1A，处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中, ac=40cm，
求三角形框架各边所受的安培力。
a 30o
Fbc = 0 N
c
Fab = Fac = 0.69 N
2018高中物理人教版选修3-1：3.4通电导线在磁场中受到的力 课件1
I
I
•
B
B
I
B
IB F安最大I // 源自 F安=0I与 B斜交 0﹤F 安﹤最大值
问题4：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。
F安=0
F安=BIL cos30° （4） F安=BIL=0.02N F安=BIL=0.02N
3.4 通电导线在 磁场中受到的力
安培力的大小
• • • 把一段通电直导线放在磁场中 ，实验表明： 当导线与磁场方向垂直时，导线受到的安培力最大； 当导线与磁场方向平行时，导线受到的安培力等于零； 当导线方向与磁场方向斜交时，导线所受的安培力介于 最大值和最小值之间； 安培力的大小还与电流的大小、导线的长短有关。
F安
F安
F安
B
A
B
A
B
I A B A I B
问题2：（1）画出下列通电导体所受安培力的方向。
I B B I B I B
I
（2）画出下列通电导线中的电流方向。
B F F B B F F B
判断以下通电导线所受安培力的方向。
a
B
a
B
b
b
B
a
b
问题3：平行通电直导线之间的的相互作用 （1）实验现象： ①电流的方向相同时：两平行导线相互吸引。 ②电流的方向相反时：两平行导线相互排斥。 （2）请用学过的知识（安培定则和左手定则）分析 解释上面的实验现象：
I1 •
B
I2
B
I θ
B
1、上下交换磁场的位置以改变磁场的方向。 2、改变电路的正负接线柱以改变导线中 电 流的方向。
I
•
B
B
I
B
IB F安最大I // 源自 F安=0I与 B斜交 0﹤F 安﹤最大值
问题4：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。
F安=0
F安=BIL cos30° （4） F安=BIL=0.02N F安=BIL=0.02N
3.4 通电导线在 磁场中受到的力
安培力的大小
• • • 把一段通电直导线放在磁场中 ，实验表明： 当导线与磁场方向垂直时，导线受到的安培力最大； 当导线与磁场方向平行时，导线受到的安培力等于零； 当导线方向与磁场方向斜交时，导线所受的安培力介于 最大值和最小值之间； 安培力的大小还与电流的大小、导线的长短有关。
F安
F安
F安
B
A
B
A
B
I A B A I B
问题2：（1）画出下列通电导体所受安培力的方向。
I B B I B I B
I
（2）画出下列通电导线中的电流方向。
B F F B B F F B
判断以下通电导线所受安培力的方向。
a
B
a
B
b
b
B
a
b
问题3：平行通电直导线之间的的相互作用 （1）实验现象： ①电流的方向相同时：两平行导线相互吸引。 ②电流的方向相反时：两平行导线相互排斥。 （2）请用学过的知识（安培定则和左手定则）分析 解释上面的实验现象：
I1 •
B
I2
B
I θ
B
1、上下交换磁场的位置以改变磁场的方向。 2、改变电路的正负接线柱以改变导线中 电 流的方向。
人教版物理选修3-1《通电导线在磁场中受到的力》PPT课件
1.强调： 四指
电流I
磁感线 B
穿过手心
大拇指
安培力F
一：探究安培力的方向
问题探究1：F、B、
I是否总像右图一样 两两垂直呢？
F
F
B I
B I
2.注意：F一定与B垂直，一定与I垂直；即安培力垂直于电流和磁场所在的平面. 但B与I不一定垂直.
一：探究安培力的方向
问题探究2：如右图所示，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 相互吸引，什么情况下相互排斥？ 同向电流相互吸引，反向电流相互排斥.
B
把磁感应强度B分解为两个分量：
B2
B1
θ
一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ
I
另一分量与导线平行 B2=Bcosθ
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.即F=ILB1，将B1=Bsinθ代入得： F=ILBsinθ
三、探究磁电式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 都跟磁感线平行，表盘的刻度就是均匀的了.
（4）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.
三、探究磁电式电流表的原理--磁电式电流表
三、探究磁电式电流表的原理--磁电式电流表
3.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和内阻Rg反映了电 流表的最主要特性.
课堂小结
通电导线 在磁场中 受到的力
安培力的方向
判定方法：左手定则 特点：总垂直于B和I确定的平面
安培力的大小： F=ILBsinθ
高中物理选修3-1课件：3.4-(一)安培力方向和大小+课件
2、区别安培力方向和电场力方向与场的方向的关系： 安培力方向总是与磁场方向垂直； 电场力方向总是与电场方向平行。
3、左手定则和安培定则的区别和联系: 因果关系不同 安培定则中的“电流”是“因”,“磁场”为
“果”,正是有了电流才出现了由该电流产生的磁场。
左手定则中的“电流”和“磁场”都是“因”,磁 场对通电导线的作用力为“果”，两个“因”对 “果”来说缺一不可。
2、当通电导线与磁感线垂直时，所受的安培力最大，
Fmax=BIL 3、当通电导线与磁感线斜交时，所受的安培力介于
最大值和零之间。 F=B⊥IL
魂古
总人
要云
有：
一“
个读
在万
路卷
上书
。，
”行
从万
古里
至路
今。
，”
学今
习人
和说
旅：
行“
You made my day!
都要 是么
相读
辅书
相，
成要
的么
两旅
件行
事，
。身
。体
和
灵
我们，还在路上……
磁场对 通电导线的作用力
安培力 方向 大小
I F
B
I F
B
I F
B
F、B、I方向关系：
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 B
Hale Waihona Puke 和磁场所在的平面。B与I可以不垂直，但
I
F一定垂直于B，F一定垂直于I。
B与I间的
夹角为90°
F
F
B
B
I
I
B与I间的 夹角为60°
B与I间的 夹角为45°
3、左手定则和安培定则的区别和联系: 因果关系不同 安培定则中的“电流”是“因”,“磁场”为
“果”,正是有了电流才出现了由该电流产生的磁场。
左手定则中的“电流”和“磁场”都是“因”,磁 场对通电导线的作用力为“果”，两个“因”对 “果”来说缺一不可。
2、当通电导线与磁感线垂直时，所受的安培力最大，
Fmax=BIL 3、当通电导线与磁感线斜交时，所受的安培力介于
最大值和零之间。 F=B⊥IL
魂古
总人
要云
有：
一“
个读
在万
路卷
上书
。，
”行
从万
古里
至路
今。
，”
学今
习人
和说
旅：
行“
You made my day!
都要 是么
相读
辅书
相，
成要
的么
两旅
件行
事，
。身
。体
和
灵
我们，还在路上……
磁场对 通电导线的作用力
安培力 方向 大小
I F
B
I F
B
I F
B
F、B、I方向关系：
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 B
Hale Waihona Puke 和磁场所在的平面。B与I可以不垂直，但
I
F一定垂直于B，F一定垂直于I。
B与I间的
夹角为90°
F
F
B
B
I
I
B与I间的 夹角为60°
B与I间的 夹角为45°
人教版高中物理选修3-1课件：3.4 通电导线在磁场中受到的力(共10张PPT)
F
F F
F垂直纸面向里
注意： F 一定垂直于B ； F 也一定垂直于I ，但B 与I不一定垂直
三、安培力大小
当B⊥I时， F=BIL 当B//I时，F=0 当B与I夹角为θ时，F=BILsinθ ▲F不仅与B、I、L有关，还与放置的方式有关 ▲L为有效长度
磁电式电流表
优点：灵敏度高 缺点：允许通过的 电流很小
3.4通电导线在磁场中受到的作用力
使用电扇、洗衣机、电 车等离不开电动机。电 动机的原理是什么？
电流表通电后指针为什么会 偏转？
安培力
一、概念： 通电导线在磁场中受到的力叫安培力
二、安培力的方向
判断方法：
左手定则：伸开左手使拇指与其余四指垂直，并且
都与手掌在同一平面内；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的方向
பைடு நூலகம்
• 作业：金属框架光滑，宽度L=20cm，与水平面的 夹角30o，导体ab质量m=10g,电阻忽略不计。电源 电动势E=12V，内阻r=1Ω,电阻R=11Ω，若使ab静 止，求下列几种情况匀强电场B的大小。 • （1）B竖直向上 • （2）B水平向左 • （3）若使B最小，求B的大小和方向 • （4）若磁场方向垂直斜面向上，ab与导轨间动摩 擦因数μ=0.1√3，并认为最大摩擦力等于滑动摩 擦力的大小，为使ab保持静止，求B的取值范围。
高三物理磁场对通电导线的作用力
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 B、B≥10T
C、B≤10T
D、不能确定
二、磁电式电流表
三、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。
物理新人教版选修3-1
3.4 磁场对通电导线的作用力
一、安培力
通电导线在磁场中受的力称为安培力 本节主要讨论：安培力的方向、安培力的 大小和磁电式电流表原理
安培力方向
演示实验:
交换磁极位置 改变电流方向 受力方向 受力方向 改变 改变
同时改变电流和 受力方向 安培力F的方向， 与电流I、磁感应强度B的方向都有关，且 F与B、I都垂直.
B、将电流反向并适当改变大小
C、适当增大磁场
D、将磁场反向并适当改变大小
安培力的大小
垂直时：F=ILB 平行时：F=0 夹角θ为时:F=ILBsin θ
例题4：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 0 磁场B＝2T中，AC＝40cm， A ，求三角形框架 30 各边所受的安培力。
判断下图中通电导线受力的方向
B
N
F
S
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，可采用哪些方法： ( AC ) A、适当增大电流I
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 B、B≥10T
C、B≤10T
D、不能确定
二、磁电式电流表
三、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。
物理新人教版选修3-1
3.4 磁场对通电导线的作用力
一、安培力
通电导线在磁场中受的力称为安培力 本节主要讨论：安培力的方向、安培力的 大小和磁电式电流表原理
安培力方向
演示实验:
交换磁极位置 改变电流方向 受力方向 受力方向 改变 改变
同时改变电流和 受力方向 安培力F的方向， 与电流I、磁感应强度B的方向都有关，且 F与B、I都垂直.
B、将电流反向并适当改变大小
C、适当增大磁场
D、将磁场反向并适当改变大小
安培力的大小
垂直时：F=ILB 平行时：F=0 夹角θ为时:F=ILBsin θ
例题4：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 0 磁场B＝2T中，AC＝40cm， A ，求三角形框架 30 各边所受的安培力。
判断下图中通电导线受力的方向
B
N
F
S
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，可采用哪些方法： ( AC ) A、适当增大电流I