东北师范大学 11-5 磁场对电流的作用
磁场对电流的作用
（3）换向器的作用：当线圈刚转 过平衡位置时，能自动改变线圈 中的电流方向，从而改变线圈的 受力方向，使线圈持续转动。 平衡位置：线圈的平面与磁场垂直
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2、直流电动机： （1）原理：通电导体在磁场中受 力转动。
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问题1：小电动机为什么会转动呢?
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问题2：小电动机 是由哪些部件组 成的?
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三、磁场对 电流的作用
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磁场对电流的作用
磁场对电流的作用一、考点聚焦１．磁场对通电直导线的作用．安培力．左手定则 Ⅱ２．磁电式电表原理 Ⅱ二、知识扫描1．磁场对通电导线的作用力叫做安培力．它的大小若I ∥B 时，F ＝0；若I ⊥B 时，BIl F =．2．通电导线在磁场中所受安培力的方向跟磁场方向、电流方向之间的关系，可以用左手定则来判定：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向．3. 磁电式电流表的工作原理是力矩平衡.磁电式电流表主要由蹄形磁铁、铁芯、绕在线框上的线圈、螺旋弹簧、指针构成.3．辐向磁场使线圈转到任何位置时都保持 磁场 与 线框平面 平行，因此，处在磁场的两个边所受的安培力总是与 线框平面 垂直，安培力的力臂总是等于 最大 。
三、好题精析例1 如图图11.2-１示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁的N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线圈平面，当线圈内通以如图方向的电流后，线圈将A ．不动 B.转动 C.向左摆动 D. 向右摆动解析：方法一 等效法：环形电流和通电螺线管可以等效成条形磁铁，条形磁铁也可以等效成环形电流和通电螺线管．通电螺线管还可以等效成很多匝的环形电流来分析．经分析线圈将向左摆动，故选项C 正确。
方法二 电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，用左手定则判断出每个电流元所受安培力的方向，从而确定其运动方向．经分析每个电流元受沿径向并斜向左侧的力，根据对称性知线圈受向左的合外力，故将向左摆动，故选项C 正确．点评：等效法及电流元法视具体情况合理选用。
以后在解题时还可直接利用一些结论如：①两电流相互平行时无转动趋势，同向电流互相吸引，反向电流互相排斥；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．例2 如图11.2-２所示，在光滑水平桌面上，有两根弯成直角的相同金属棒，它们一端均可绕固定转动轴O 自由转动，另一端b 相互接触，组成一个正方形线框，正方形每边长度均为l ，匀强磁场的方向垂直桌面向下．当线框中通以图示方向的电流I 时，两金属棒在b 点的相互作用力为f ，则此时磁感强度的大小为__________．（不计电流产生的磁场）解析 通电后，直角棒的每一段都受到方向垂直棒指向框内、大小相等的安培力（如图11.2-３），其值为IlB F B =．取左边的一根棒Oab 为研究对象，其Oa 、ab 两段所受安培力的水平分力必被右边一根Ocb 棒在O 、b 两处的水平作用力所平衡．由对称性知，O 、b 两处的相互作用力相等．令图11.2-２图11.2-１f f f b O ==，则IlB IlB F f B 2245cos 45cos === 所以 Ilf B 2=．点评 根据分析知Oab 部分所受安培力的合力大小为2f ，方向水平向右，由左手定则知安培力垂直于电流和磁场，Oab 为折线，其与合安培力垂直方向的等效长度为l 2，所以l BI f 22=，得出Ilf B 2=．这样也可求出结果，与前面的分析计算殊途同归． 同学们还可以根据初中所学的杠杆平衡知识来解此题，更为简捷．取左边的一根棒Oab为研究对象，对支点O 列出其Oa 、ab 两段所受安培力和b 点所受水平作用力的杠杆平衡方程．有l f l F B 222⋅=⋅，即f IlB 2=，所以Il f B 2=． 像这样进行一题多解的训练，可以把题目反映的知识掌握得更好，运用得更活．例3两根平行输电线，其上的电流反向，试画出它们之间的相互作用力。
11-5磁场对电流的作用
该式是矢量积分式，运算时必须先化为分量式， 然后分别积分。
F Fx i Fy j Fz k
1
（2）B是作用在电流元Idl上的磁场，是除了所讨论 的电流元Idl以外的其他电流或永磁体产生的磁场。 （3） 安培定律是从实验反推出来的。由于电流元 不能独立存在，所以安培定律无法直接用实验验证。 （4）电流元与电流元之间的作用力并不一定满 足牛顿第三定律
与
反向
12
（3） 如果载流线圈处于非匀强磁场中，线圈
除受力矩的作用外，还要受合力的作用，线圈
作为一个整体将向磁场较强的地方运动。
13
例3：电流I1半径R单匝圆线圈与电流I2的长 直导线相切，初始时刻二者平面相垂直。求圆
线圈相对于过切点和圆心的竖直轴的力矩。
解: 建立如图所示的坐标系。 在线圈上距切点r处取电流元 I1dl，长直电流在此处产生的 磁感应强度为
dθ
df
Idl
I1 B 2π a R cos
0
I1
θ
I2
R
x
I2dl 受到的磁 I1 I 2 Rd dF BI 2 dl 力dF 其大小为 2π a R cos 磁力dF d F d F cos ; d F d F sin x y 的分量： 由对称性知 y 方向合力为零
I1 a dF12 I2 I2dl2 B12
根据安培定律 dF12 I 2 dl2 B12
dF12 = I2B12dl2
dF12 0 2 I1 I 2 单位长度受力为 f 12 I 2 B12 dl2 4 a 同理得电流为 I1 的导线单位长 0 2 I1 I 2 f 21 度所受电流I2给予的作用力f21 4 a
2021年中考物理知识点：磁场对电流的作用
2021年中考物理知识点：磁场对电流的作用整理了关于2021年中考物理知识点：磁场对电流的作用，希望对同学们有所帮助，仅供参考。
磁场对电流的作用
磁场对电流的作用：通电导线在磁场中要受到磁力的作用。
是由电能转化为机械能。
应用是制成电动机。
通电导体在磁场中受力方向：跟电流方向和磁感线方向有关。
通电导体在磁场中不一定就受力的作用。
直流电动机原理：是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的。
交流电：周期性改变电流方向的电流。
直流电：电流方向不改变的电流。
磁场与电流的相互作用：磁场对电流的作用和电流对磁场的产生
磁场与电流的相互作用：磁场对电流的作用和电流对磁场的产生磁场与电流的相互作用是电磁学中一个非常重要的概念。
磁场对电流的作用及其产生的现象，以及电流对磁场的产生都是我们学习电磁学的基础内容之一。
首先，让我们来看看磁场对电流的作用。
当电流通过一条导线时，会在导线周围产生一个磁场。
磁场的方向由安培定则给出，即右手定则。
在这个磁场中，如果我们放入一根磁铁针，或者是另一根有电流的导线，我们会发现它们会发生运动。
这就是磁场对电流的作用。
这个现象可以通过洛伦兹力来解释。
根据洛伦兹力的定律，当一个带有电荷的粒子在磁场中运动时，会受到一个垂直于磁场和速度方向的力。
对于电流来说，它可以被视为由一群电荷所组成的流动粒子。
当这群电荷在磁场中运动时，每一个电荷都会受到洛伦兹力的作用，从而导致整个导线受到一个合力的作用。
这个力会使导线发生一个运动，或者说它会受到一个力的作用。
这个现象在实际应用中非常常见。
比如说电动机，它通过电流在磁场中发生力的作用，从而产生了机械转动。
又比如说电磁铁，它通过电流在磁场中产生的力的作用，可以实现吸附和释放物体的功能。
这些技术和设备都是基于磁场对电流的作用原理设计而成的。
另一方面，电流也可以产生磁场。
当电流通过一个导线时，会在导线周围产生一个磁场。
这个磁场的大小和方向由安培定则给出。
当导线中的电流改变时，磁场也会随之改变。
这种现象被称为安培环路定理。
电流产生的磁场在实际应用中也非常重要。
比如说，我们常常用电磁铁来产生一个强磁场。
电磁铁通常由一个铁芯和绕在铁芯上的线圈组成。
当电流通过线圈时，它会在铁芯周围产生一个磁场，从而使铁芯具有强磁性。
这种设计非常实用，可以应用于各种领域，比如电动机、电磁隔离等。
总而言之，磁场与电流的相互作用是电磁学中的基础概念之一。
磁场对电流的作用表现为力的作用，可以通过洛伦兹力来解释。
而电流产生的磁场则可以应用于各种技术和设备中。
这些原理的理解和应用对于我们深入学习和研究电磁学是非常重要的。
磁场对电流的作用5篇
磁场对电流的作用5篇(实用版)编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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《磁场对电流的作用》课件
感应加热通过磁场对电流的作用将电能转 化为热能。
电磁铁
电磁铁利用磁场对电流的作用来产生强大 的磁力。
电磁波
电磁波是磁场和电场相互作用产生的能量 传播。
总结
磁场对电流的作用可以用于各种实际应用，包括电动机、电磁铁、感应加热 和电磁波等。这一领域的研究具有广阔的应用价值和前景。
磁场可以影响导体中的电子流动。
电磁感应
1
法拉第电磁感应定律
法拉第电磁感应定律描述了磁场变化时在闭合电路中产生的感应电动势。
2
洛伦兹力导致的电磁感应
洛伦兹力可以通过导体中的电子移动引起电磁感应。
3
自感和互感
自感和互感是电流和磁场之间的相互作用。
应用例子
电动机
电动机利用磁场对电流的作用来转换电能 为机械能。
电流的概述
定义
电流是电荷流动的过程， 是带电粒子的移动。
单位
电流的单位是安培（A）。
性质
电流产生磁场，可以被 磁场力所影响。
磁场对电流的作用
1
洛伦兹力
2
洛伦兹力是磁场对带电粒子施加的
力。
3
磁场对电子的影响
4
磁场可以影响电子的轨道和自旋。
安培环路定理
安培环路定理描述了电流周围的磁 场特性。
磁场对导体的影响
磁场对电流的作用
本PPT课件将介绍磁场对电流的作用及其应用。通过探索磁场的概述和电流的 性质，我们将深入研究安培环路定理、洛伦兹力、电磁感应等重要概念，并 展示它们在实际应用中的应用例子。
磁场概述
定义
磁场是由具有磁性的物 质或电流形成的具有磁 性的区域。
单位
磁Байду номын сангаас的单位是特斯拉 （T）。
磁场对电流的作用
磁感线上某点的切向(顺磁感 线方向)不表示在该点放置通 电导线所受安培力的方向， 区 也不表示运动电荷在该点所 受洛伦兹力的方向 别 电场线不闭合 磁感线闭合 电场线用于形象地描述 磁感线用于形象地描述磁场 静电场的分布 的分布
2.电流周围磁场的方向判断 (1)在应用安培定则判定直线电流周围磁场的方向和通电螺 线管周围磁场的方向时，应注意分清“因”和“果”：在判定直 线电流的磁场方向时，大拇指指向电流方向(“因”)，四指绕向 为磁场绕向(“果”)；在判定通电螺线管周围的磁场方向时，四 指绕向为电流绕向(“因”)，大拇指指向螺线管内部沿中心轴线 的磁感线方向， 即指向螺线管的 N 极(“果”)． 一“直”一“绕” 对应即可． (2)安培定则也叫右手螺旋定则．环形电流可视为单匝螺线 管．通电螺线管内部的磁场是匀强磁场，磁感线由 S 极指向 N 极．
解析 螺线管的两极附近，磁场最强，两极的外侧及螺线管 中间区域磁场较弱，C 项正确． 答案 C
考点二 安培力的计算 1.安培力公式 F＝BIL 的适用条件 (1)B 与 L 垂直． (2)匀强磁场或通电导线所在区域的磁感应强度的大小和方 向相同． (3)若载流导体是弯曲导线， 且与磁感应强度方向垂直， 则表 达式 F＝BIL 中，L 是指导线由始端指向末端的直线长度．
思考探究 2 在磁场中某点的电流元不受安培力作用，该点 的磁感应强度是否一定为零？
提示 不一定．F 的大小与 I、L、B 及 θ 有关，当电流元的 方向与磁场方向垂直时产生的安培力最大． 当电流元的方向与磁 场方向平行时，虽磁感应强度不为零，但电流元所受安培力却为 零．
四、磁电式电流表的工作原理 1．磁场特点 (1)方向：沿径向均匀辐射地分布． (2)大小：在距轴线等距离处的磁感应强度大小相等． 2．安培力的特点 (1)方向：安培力的方向与线圈平面垂直． (2)大小：安培力的大小与通过的电流成正比．
磁场对电流的作用
磁场对电流的作用首先，磁场可以对电流产生力的作用。
根据洛伦兹力定律，电流在磁场中会受到一个力的作用。
这个力的大小和方向由电流的大小、磁场的大小和方向以及两者之间的夹角决定。
如果电流和磁场平行或反平行，那么力的大小为零。
如果电流与磁场垂直或形成夹角，那么力的大小不为零，并会使电流受到向其中一个方向的推力。
其次，磁场对电流产生扭矩的作用。
当电流通过一个线圈时，线圈内的每一段导线都会产生一个磁场，在整个线圈中形成一个总磁场。
如果线圈内的电流方向改变，那么线圈内的磁场也会相应改变。
这个磁场的变化会使线圈受到一个扭矩的作用，使之发生旋转。
此外，磁场还可以对电流产生感应电动势的作用。
根据法拉第电磁感应定律，当电流通过一个线圈时，线圈内部的磁场的变化会在线圈中产生感应电动势。
这个感应电动势会使得线圈两端产生电势差，从而产生一定的电压和电流。
还有，磁场可以改变电流的路径。
当电流通过一个导线时，磁场可以对电流产生偏转的作用，使电流改变原来的路径。
这种情况通常出现在有磁场的情况下，例如在磁力线的作用下，电流可以在导线中发生弯曲或偏离原来的方向。
磁场对电流的作用还体现在电磁感应的现象中。
当磁场的强度和电流的变化率发生变化时，就会在导线中产生感应电流。
这种现象在变压器和发电机中得到了广泛的应用。
变压器利用电流在导线中产生的磁场感应到另一根线圈上的导线，从而实现电能的传递和变压。
发电机则是利用机械能转变成电能的过程中产生感应电流的原理。
在实际应用中，磁场对电流的作用有很多重要的应用，如电动机、电磁铁、电磁泵等。
电动机利用磁场对电流产生力的作用，使电能转化为机械能。
电磁铁则是利用磁场对电流产生吸力的作用，可以吸住铁磁物体。
电磁泵则是利用磁场对电流的扭矩作用，使磁铁被驱动转动，从而实现液体的输送。
总结起来，磁场对电流的作用主要包括力的作用、扭矩的作用、感应电动势的作用等。
这些作用使得磁场能够对电流产生影响，并引发一系列有用的应用。
磁场对电流的作用(大) 1
温故自查 1．磁场(1)产生：磁场是一种特殊的物质，产生于 和 周围． (2)特点：磁场对放入磁场中的磁极和电流 的作用．(3)方向：规定磁场中任意一点的小磁针静止时N 极的指向(小磁针N 极受力方向)为该点的磁场的方向． 2．磁感线(1)特点：①不是真实存在的，是人们为了形象描述磁场而假想的；②是闭合曲线，磁体的外部是从N 极到S 极；内部是从S 极到N 极；③磁感线的密疏表示磁场的强弱，磁感线上某点的 表示该点的磁场方向． (2)两种常见的磁感线条形磁铁和蹄形磁铁的磁场：在磁体的外部，磁感线从N 极射出进入S 极，在内部也有相应条数的磁感线(图中未画出)与外部磁感线衔接并组成 (3)安培定则①右手直导线定则：用右手握住通电直导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向．②右手螺线管定则：用右手握住环形导线，让弯曲的四指所指的方向跟电流的环绕方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线的中心轴线上磁感线的方向．(4)用安培定则判断典型常见的电流磁场的磁感线分布．①直线电流的磁场：如图所示，直线电流的磁感线是在垂直于导线平面上的以导线上某点为圆心的同心圆，其分布呈现“中心密边缘疏”的特征．②环形电流的磁场：如图所示，环形电流的磁感线是一组穿过环所在平面的曲线，在环形导线所在平面处，各条磁感线都与环形导线所在的平面垂直．③通电螺线管的磁场：如图所示，通电螺线管的磁感线与条形磁铁相似，一端相当于磁北极N ，另一端相当于磁南极S .④匀强磁场：如图甲所示，磁场的某些区域内，若磁感线为同向的等间距的平行密线，则这个区域的磁场叫匀强磁场．⑤地球的磁场：地球的磁场与条形磁铁的磁场相似，其主要特点有三个： A ．地磁场的N 极在地球的南极附近，S 极在地球的北极附近．B ．地磁场B 的水平分量(B x )总是从地球南极指向地球北极，而竖直分量B y 在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下；C ．在赤道平面上，距离地球表面高度相等的各点，磁感应强度相等，且方向水平向北． 3．磁现象的电本质(1)安培分子电流假说：物质微粒内部存在着环形分子电流．对各种磁现象解释：分子电流取向杂乱无章时无磁性，分子电流取向大致 时有磁性．(2)磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场都是由 而产生的． 考点精析磁感线与电场线的联系与区别：电场线是用于形象描述静电场的分布，磁感线是用于形象描述磁场的分布． 静电场的电场线是不闭合的；磁场的磁感线是闭合的静电场电场线上某点切向(沿电场线方向)；磁场磁感线上某点切向既表示该点磁场方向，又表示小磁针N 极在该点所受磁场力的方向，但不表示该点放置通电导线或运动电荷所受力的方向．注意：1.在应用安培(右手螺旋)定则判定直线电流和通电螺线管(环形电流可视为单匝螺线管)的磁场方向时，应注意分清“因”和“果”：在判定直线电流的磁场方向时，大拇指指向“原因——电流方向”，四指指向“结果——磁场绕向”，大拇指指向“结果——螺线管内部沿中心轴线的磁感线方向，即指向螺线管的N 极”． 2．通电螺线管内部的磁场是匀强磁场，且由S 极指向N 极.温故自查1．磁感应强度(1)物理意义：表示磁场强弱的物理量．(2)定义：在磁场中垂直磁场方向的通电导线，受到的安培力跟电流和导线长度的乘积的比值． (3)表达式：(4)矢量性：方向为该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向． (5)单位：特斯拉(T ) 2．匀强磁场(1)定义：磁感应强度的大小 、方向 的磁场称为匀强磁场 (2)特点①匀强磁场中的磁感线是疏密程度相同的方向相同的平行直线；②距离很近的两个异名磁极之间的磁场和通电螺线管内部的磁场(边缘部分除外)都可以认为是匀强磁场． 考点精析1．定义：磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F 跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，用B 表示，即B ＝F /IL . 磁感应强度的单位由F 、I 和L 的单位决定，在国际单位中，B 的单位是特斯拉，简称特，国际符号是T.1T ＝1N/(A ·m)．2．磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向．3．磁场的矢量性：磁感应强度是矢量，常将它按矢量的运算法则进行分解，而以其分量来代替它的作用，这在求磁通量、磁场对电流的作用力等多处用到，当空间中某点处有多个磁场相叠加时的合磁场也是按矢量合成的方法来求得的.温故自查1．安培力的方向(1)安培力：通电导线在磁场中受的力．实验表明安培力的方向与 、 都有关系．(2)左手定则：伸开左手，让拇指与其余四指 ，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 ，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． (3)两平行的通电直导线，同向电流互相 ，异向电流互相 ． 2．安培力的大小(1)垂直于匀强磁场放置，长为L 的直导线，通过的电流为I 时，它所受的安培力 .(2)当磁感应强度B 的方向与导线方向成θ角时，F ＝ .这是一般情况下安培力的表达式，以下是两种特殊情况：①当磁场与电流 时，安培力最大，F max ＝BIL .②当磁场与电流 时，即磁场方向与电流方向相同或相反时，安培力为零． 考点精析1．安培力的方向特点(1)与电场力比较磁场和电场有很多相似之处，但是，安培力比库仑力复杂得多．点电荷在电场中受力方向和电场方向不是相同就是相反；而电流在磁场中受力的方向与磁场的方向不在同一条直线上，而且不在同一个平面内，安培力的方向与磁场方向和电流方向决定的平面垂直． (2)方向确定①通电导线I 放在磁场B 之中，是安培力F 产生的原因．所以F 的方向由I 、B 决定．②安培力F 的方向总与磁场B 方向和通电导线电流I 的方向所决定的平面垂直，但磁场的方向与电流的方向不一定垂直，可以成任意夹角．③由磁场B 的方向和电流I 的方向确定安培力F 的方向是唯一的，但由F 和B(或I)方向确定I(或B)的方向不唯一．2．安培力的大小和做功情况(1)应用公式F ＝BIL 时需要注意： ①B 与L 垂直；②L 是有效长度，如图曲线ACB 中如果通电电流为I ，则其受水平向右的安培力F ＝BIL ； ③B 并非一定是匀强磁场，但一定是导线所在处的磁感应强度． (2)安培力做功的实质：能量的传递①安培力做正功：是将电源的能量传递给通电导线或转化为导线的动能或转化为其他形式的能； ②安培力做负功：是将其他形式的能转化为电能，或储存或再转化为其他形式的能．温故自查1．磁电式仪表的主要构成磁电式电流表(构造示意图如图所示)，主要由五部分组成：(1)蹄形磁铁．(2)圆柱形铁芯， 在蹄形磁铁的两极间． (3)铝框，套在铁芯外，可绕轴转动． (4)线圈，绕在铝框上．(5)两个螺旋弹簧及一个指针，装在铝框的转轴上，被测电流经过两个弹簧接入线圈，指针用于指示电流值． 2．磁电式电流表的工作原理：如图所示．由于这种磁场的方向总沿着径向均匀辐射地分布，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小，这样不管线圈转到什么位置，线圈平面总跟它所在位置的磁感线平行，安培力的方向总与线圈平面垂直，I与指针偏角θ成正比，I越大指针偏转角度越大，因而电流表可以量出电流I的大小，且刻度是均匀的．当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针偏转方向也随着改变．即可知道被测电流的方向．考点精析磁场对通电线圈的作用如图甲所示，通电的矩形线圈abcd处在匀强磁场中，线圈平面与磁感线成θ角．线圈的受力特点：(1)线圈所受磁场力的合力总为零．线圈的ad边与bc边所受安培力F ad和F bc等值反向共线是平衡力，ab边和cd边受的安培力F ab和F cd也是等值反向的．(2)线圈受磁场力的力矩作用．由于ab边和cd边所受安培力不在一条直线上，形成磁力矩M，线圈会发生转动，如图乙所示．长方形线圈长L1、宽L2，线圈匝数为n，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面跟磁场方向间的夹角为θ，当线圈通有电流I，线圈所受的磁力矩为M＝nBIL1L2cosθ＝nBIS cosθ.说明：(1)磁力矩的大小与线圈形状无关，与线圈面积有关；(2)当线圈的转轴与磁感线垂直时，磁力矩与转轴位置无关；(3)当θ＝0时，即线圈与磁感线方向平行时磁力矩最大，M m＝nBIS；当θ＝90°时，线圈与磁感线方向垂直，磁力矩最小为零．[考例1] 在同一平面内有四根彼此绝缘的通电直导线，如图所示，四根导线中电流i4＝i3>i2>i1，要使O点磁场增强，则应切断哪一根导线中的电流 ( )A．i1B．i2 C．i3 D．i4两根通电的长直导线平行放置，电流分别为I1和I2，电流的方向如图所示，在与导线垂直的平面上有a、b、c、d四点，其中a、b在导线横截面连接的延长线上，c、d在导线横截面连线的垂直平分线上．则导体中的电流在这四点产生的磁场的磁感应强度可能为零的是( )A．a点B．b点C．c点D．d点[考例2] 如图所示，不在同一平面内的两互相垂直的导线，其中MN固定，PQ可以自由运动，当两导线中通入图示方向电流I1、I2时，导线PQ将()A．顺时针方向转动，同时靠近导线MN B．顺时针方向转动，同时远离导线MNC．逆时针方向转动，同时靠近导线MN D．逆时针方向转动，同时远离导线MN质量为m的金属导体棒置于倾角为θ的导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，当导体棒通过垂直纸面向里的电流时，恰能在导轨上静止．下列四个选项中，标出了四种可能的匀强磁场方向，其中导体棒与导轨间的摩擦力可能为零的是()[考例3] 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，试求(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；(3)分析棒有可能静止在斜面上且要求B垂直l，应加外磁场的方向的范围．如图所示，M、N为两条水平放置的平行金属导轨，电阻不计，导轨间距d＝0.2m.轨道上放置一质量m＝50g的均匀金属棒ab，其长L＝0.3m，总电阻R＝0.75Ω，棒与两导轨相垂直．已知电源电动势E＝6V，内电阻r＝0.5Ω，电阻R0＝2Ω；整个装置放在匀强磁场中，磁感线与ab棒垂直，这时ab棒对轨道的压力恰好为零，且棒仍处于静止状态，求匀强磁场的磁感应强度．(g取10m/s2，不计导线电阻)。
高考物理重点难点知识专题讲解：磁场的描述 磁场对电流的作用
【答案】AD
【小结】 1.空间任意一点的磁感应强度， 是各 个电流在该点分别产生的磁感应强度的矢量和． 2． 电流方向和磁场方向之间的关系， 用右手确定： 在直线电流中 ，大拇指指电流方向 ，弯曲的四指 指磁场绕行方向；在环形电流中，四指指环形电 流的绕行方向，大拇指指环内磁场的方向．
变式 1 如图所示， 两根互相平行的长直导 线过纸面上的 M、N 两点，且与纸面垂直， 导线中通有大小相等、方向相反的电流．a、O、b 在 M、N 的连线上，O 为 MN 的中点，c、d 位于 MN 的 中垂线上，且 a、b、c、d 到 O 点的距离均相等．关于 以上几点处的磁场，下列说法正确的是( A．O 点处的磁感应强度为零 B．a、b 两点处的磁感应强度大小相等，方向相 反 C．c、d 两点处的磁感应强度大小相等，方向相 同 D．a、c 两点处磁感应强度的方向不同 )
3I 导线与 I 导线在 a 处的磁感应强度大小 Ba k· 3I kI 8kI ＝ ＋ ＝ ，而 3I 导线与 I 导线在 b 处的磁 L L L 2 2 k· 3I kI kI 感应强度大小 Bb＝ － ＝ ，则 a 点和 b 点 2L L 2L 的磁感应强度大小之比为 16∶1，故 C 错误，D 正确．故选 AD.
N极
所指的方向．
特斯拉 ，符号 T，1 T＝1 N/A· m.
(5)决定因素：由磁场本身决定，与 I、L 和 F 的 无关 大小均 ．
2．磁感线：在磁场中人为地画出一系列曲线 ， 使曲线上每一点的切线方向都跟这点的 磁感应强度 的方向一致，磁感线的疏密程度表示磁场 的
强弱
，这样的曲线叫做磁感线． 常见的磁场
相似，管为 匀强 磁场， 于两个磁极且离圆环
磁场越弱
知识点四
磁场对电流的作用
磁场对电流的作用2【根本概念】1、、、、周围存在磁场2、磁场可由磁感线来形象描述：磁感线表示该处的磁场方向磁感线表示磁场的强弱3、磁感线是假想的闭合曲线，没有起点和终点。
在磁体的外部，磁感线从极指向极在磁体的内部，磁感线从极指向极4、磁场的力的性质：(1)磁场会对放入其中的磁体产生力的作用，磁体〔小磁针〕N极受力方向与磁场方向S极受力方向与磁场方向(2)磁场会对放入其中的电流〔通电导线〕产生力〔安培力〕的作用安培力的大小：磁场与电流方向垂直时，F=磁场与电流方向平行时，F=磁场与电流方向夹角为 时，F=安培力的方向由左手定则推断，左手定则：〔3〕磁场对运动电荷的作用力大小：F＝qvBsin θ.当B∥v时，电荷不受洛伦兹力；当B⊥v时，电荷所受洛伦兹力最大，F洛＝_____方向：F、v、B满足左手定则，F垂直于v、B所决定的平面．5、磁感应强度是用来描述磁场的物理量，有大小，有方向，是矢量大小：B＝__ __(通电导线垂直于磁场) 方向：小磁针静止时__ ___的指向【新课教学】【例1】如下列图是一个可以用来测量磁感应强度的装置，一长方体绝缘容器内部高为L，厚为d，左右两边等高处装有两根完全相同的开口向上的管子a、b，上、下两侧装有电极C(正极)和D(负极)，并经开关S与电源连接．容器中注满能导电的液体，液体的密度为ρ.将容器置于一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．当开关断开时，竖直管子a、b中的液面高度相同；开关S闭合后，a、b管中液面将出现高度差，假设出现的高度差为h，电路中电流表的读数为I，求磁感应强度B的大小．【例2】如图为一电流表的原理示意图．质量为m的匀质细金属棒MN的中点处通过一绝缘挂钩与一竖直悬挂的弹簧相连，弹簧的劲度系数为k.在矩形地域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab.当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形地域的cd边重合；当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流大小．(1)当电流表示数为零时，弹簧伸长多少？(重力加速度为g)(2)假设要电流表正常工作，MN的哪一端应与电源正极相接？(3)假设k＝2.0 N/m，ab＝0.20 m，bc＝0.050 m，B＝0.20 T，此电流表的量程是多少？(不计通电时电流产生的磁场的作用)(4)假设将量程扩大两倍，磁感应强度应变为多大？【课堂作业】1、如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向〔垂直于纸面向里〕垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc=∠bcd=135°，流经导线的电流为I，方向如下列图.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()A. 方向沿纸面向上，大小为(12+)BILB. 方向沿纸面向上，大小为(12-)BILC. 方向沿纸面向下，大小为(12+)BILD. 方向沿纸面向下，大小为(12-)BIL2、如下列图，两条导线相互垂直但相隔一小段距离，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，导线CD 将(从纸外向纸内看)( )A. 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AB3、如下列图，在倾角为α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.当导体棒中的电流I 垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向在纸面内由竖直向上逆时针转至水平向左的过程中，关于B 的大小的变化，说法正确的选项是( )A. 逐渐增大B. 逐渐减小C. 先减小后增大D. 先增大后减小4、十九世纪二十年代，以塞贝克(数学家)为代表的科学家已认识到：温度差会引起电流，安培考虑到地球自转造成了太阳照耀后正面与反面的温度差，从而提出如下假设：地球磁场是由地球的环行电流引起的，则该假设中的电流方向是(注：磁子午线是地球磁场N 极与S 极在地球外表的连线) ( )A ．由西向东垂直磁子午线B ．由东向西垂直磁子午线C ．由南向北沿子午线D ．由赤道向两极沿子午线5、在倾角θ＝30°的斜面上，固定一金属框架，宽l ＝0.25 m ，接入电动势E ＝12 V 、内阻不计的电源．在框架上放有一根水平的、质量m ＝0.2 kg 的金属棒ab ，它与框架的动摩擦 因数为μ＝36，整个装置放在磁感应强度B ＝0.8 T 的垂直框面向上的匀强磁场中(如下列图)．当调节滑动变阻器R 的阻值在什么范围内时，可使金属棒静止在框架上？(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，框架与棒的电阻不计，g ＝10 m/s 2)。
磁场中的电流作用
磁场中的电流作用磁场和电流是物理学中的两个重要概念。
它们在物理学的各个领域都有着重要的应用。
其中磁场中的电流作用也是一个很有意思的话题。
在这篇文章中，我们将深入探讨磁场中电流的作用以及其在实际应用中的重要意义。
1. 电流和磁场简介在物理学中，电流是指带电粒子的运动。
这里的带电粒子可以是电子、离子等等。
当带电粒子在导体中流动时，就会形成电流。
电流的单位是安培（ampere），通常用符号"I"表示。
磁场是指空间中会对磁性物质产生作用的物理场。
磁场由磁荷产生，磁荷可以是磁单极子或磁偶极子，但实验中未发现独立的磁单极。
磁场的单位是特斯拉（tesla），通常用符号"B"表示。
电流和磁场之间存在一种相互作用，被称为洛伦兹力。
当电流通过导体时，会在其周围形成磁场，这个磁场会和外部磁场产生相互作用，从而形成洛伦兹力。
2. 磁场中电流的作用当电流通过导体时，会产生磁场。
这个磁场会和外部磁场相互作用，形成洛伦兹力。
洛伦兹力的大小和方向取决于电流、外部磁场的大小和方向以及电流的方向。
如果电流和外部磁场的方向垂直，洛伦兹力就是垂直于它们的方向。
如果电流和外部磁场的方向平行，洛伦兹力就不存在。
3. 洛伦兹力的实际应用洛伦兹力的实际应用非常广泛。
以下是几个常见的应用：3.1 电机电机是利用电流在磁场中产生的洛伦兹力来产生动力的装置。
电机常常用于工业、交通等领域，如电动机车、风力发电机等。
当电流通过电机中的导线时，会在导线周围产生磁场，这个磁场和外部磁场相互作用，形成洛伦兹力，从而使电机运转。
3.2 唱机磁头唱机磁头是唱片机器的核心部分。
它的作用是将唱片上的凹凸转化成为声音。
唱机磁头是用铁氧体磁芯绕制的导线圈，当唱片上的凹凸通过唱机磁头时，导线圈中的电流会在唱头周围形成磁场，这个磁场和唱片上的磁场相互作用，从而产生洛伦兹力，使得唱机磁头的导线振动，最终将振动转化为声音。
3.3 高速列车磁浮技术磁浮技术是指利用磁力原理实现列车悬浮行驶的一种列车技术。
磁场对电流的作用实验
磁场对电流的作用实验实验目的：通过实验观察磁场对电流的作用，并探究其规律。
实验器材：1. 直流电源2. 直流电流表3. 电流计4. 长直导线5. 磁铁6. 实验台7. 稳压电源8. 电流源9. 导线连接器实验步骤：1. 将实验台放置在平稳的桌面上，并将直流电源和稳压电源连接好。
2. 将长直导线固定在实验台上。
3. 将电流计的两端连接到直流电源的正负极上。
4. 将实验台的导线连接器移动至导线的一端，使其与电流计相连接。
5. 将另一端的导线连接器连接到电流源。
6. 打开稳压电源，设置合适的电流源强度。
7. 使用磁铁靠近长直导线，观察电流计的指示情况。
8. 依次改变电流源强度和磁铁的距离，记录电流计的读数。
9. 将磁铁的极性改变，并重复步骤7和8。
10. 关闭稳压电源和直流电源，结束实验。
实验结果与分析：根据实验观察，当磁铁靠近长直导线时，电流计表针会发生偏转。
并且，当电流源强度增加或磁铁距离减小时，偏转角度也相应增加。
当磁铁的极性发生改变时，电流计的偏转方向也会发生改变。
根据实验结果可以得出以下结论：1. 磁场对电流有作用：实验结果表明，磁场对通过导线的电流有影响，导致电流计指示偏转。
这说明磁场对电流有一定的作用力。
2. 安培定律：根据实验结果，当电流源强度增加或磁铁距离减小时，磁场对电流的作用力也会增加。
这符合安培定律，即磁场对电流的作用力与电流的大小和磁场的强度有关。
3. 磁铁极性影响：实验中改变磁铁的极性，可以观察到电流计的偏转方向也发生改变。
这说明磁场对电流的作用与磁铁的极性有关。
结论：磁场对电流有一定的作用，通过实验我们观察到了磁场对电流的作用力，同时也验证了安培定律。
此外，磁铁的极性也会影响磁场对电流的作用方向。
这些实验结果进一步强化了我们对磁场和电流之间的关系的认识。
实验的重要性：这个实验不仅帮助我们理解了磁场对电流的作用，还对磁学与电学的关系有了更深入的了解。
在实际应用中，磁场对电流的作用是一种重要的物理现象，在电磁感应、电动机和发电机等领域有着广泛的应用。
磁力对电流的作用
磁力对电流的作用在我们日常生活中，电和磁是密不可分的，它们是物理学中的两大基本力之一。
而磁力对电流的作用更是电磁学中的重要研究内容之一。
电流产生磁场，这是电磁学的基本定律之一。
当电流通过一根导线时，它会在导线周围产生一个闭合的磁力场。
这个磁力场的特性与电流的强度和方向有关。
首先，考虑一个简单的实验。
我们用一根直通电流的导线，将它放在一片平面上，然后在导线旁边放置一个小铁片。
当电流通过导线时，我们会观察到铁片受到磁力的作用，会被吸附在导线附近。
这是因为导线产生的磁场与铁片相互作用，使得铁片受到磁力的吸引。
磁力的大小和方向可以通过安培定则来确定。
根据安培定则，磁力大小与电流强度成正比，与导线与磁场的夹角成正弦关系。
而磁力的方向则遵循右手定则，即右手握住导线，大拇指指向电流的方向，其他四指所指的方向为磁力的方向。
接下来，我们来看一个更复杂的实验。
假设我们有两根平行的导线，它们分别通过两个独立的电源供电。
当两根导线通以相同方向的电流时，我们会发现它们之间的作用力呈吸引状态。
这是因为两根导线产生的磁场与彼此叠加，使得它们之间有吸引的作用力。
然而，当两根导线通以相反方向的电流时，它们之间的作用力会变为排斥状态。
这是因为两根导线产生的磁场方向相反，使得它们之间有排斥的作用力。
这个现象说明了电流对磁场的效应，并且将电流产生的磁场作为一种物理力量。
更进一步地，磁场对电流的作用也可以应用于实际的技术应用中。
例如，在电动机中，通过改变电流的方向和大小，可以控制电动机的运动方向和速度。
又如，在磁悬浮列车中，通过利用磁场对电流的作用，可以使列车浮起于轨道上，减少摩擦和能量损耗，实现高速运行。
这些实例都展现了磁力对电流的重要作用。
总的来说，磁力对电流的作用是电磁学中的重要研究内容。
电流产生磁场，而磁场又对电流有作用力。
通过实验，我们可以观察到电流产生的磁场对铁片的吸引效应，以及多根电流相互作用产生的吸引和排斥效应。
这些现象揭示了电流和磁场之间的密切联系，也为应用于技术中提供了理论基础。
一轮磁场的基本概念及磁场对电流的作用
一轮磁场的基本概念及磁场对电流的作用磁场是一种特殊的物理场，它由带电粒子或电流所产生。
磁场具有方向性和强度的特点，对周围的物体和电流有一定的作用。
首先，我们来了解一下磁场的基本概念。
磁场是由带电粒子或电流所产生的一种物理场。
磁场可由磁铁或带电粒子产生，也可由电流所产生。
磁场具有方向性，也就是有磁场方向的概念，通常用磁力线来表示磁场的方向。
磁力线是垂直于磁场方向的曲线，沿磁力线方向上的磁感应强度是相等的。
磁场的强度用磁感应强度来表示，单位是特斯拉。
磁场对电流的作用是通过洛伦兹力实现的。
洛伦兹力是磁场对带电粒子或电流产生的力。
根据洛伦兹力的定义，洛伦兹力的大小与带电粒子的电荷量、运动速度和磁场的强度以及方向有关。
当带电粒子或电流处于磁场中时，它们会受到洛伦兹力的作用。
洛伦兹力的方向垂直于磁场强度和带电粒子或电流的运动方向，且按左手定则确定。
对于一根电流为I的直导线，其上特定点受到的磁场力可以由洛伦兹力公式求得: F=qv×B ，其中F是磁场力，q是电荷量，v是速度，B是磁感应强度。
因为电流是电荷的流动，所以直导线上的电流也会受到磁场力的作用。
磁场对电流的作用还有一个重要的应用是电磁感应。
根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场可以通过感生电动势引起电流的变化。
当一个闭合线圈中的磁场发生变化时，其中的电流会随之发生变化，产生感生电动势。
这种现象被广泛应用在发电机、变压器等电磁设备中。
总之，磁场是由带电粒子或电流所产生的物理场，它具有方向性和强度的特点。
磁场通过洛伦兹力对电流产生作用，使电流受到磁场力的作用。
磁场对电流的作用还体现在电磁感应现象中，即磁场的变化可以引起电流的变化，从而实现电能的转化和传输。
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i 2 2 a R a
3
2π F Fx dFx 0 I1 I 2 1 0
二、两平行长直电流之间的相互作用 根据毕奥-萨伐尔定律和安培定律，原则上可 以处理任意形状载流导线之间的相互作用。 设两根相距a的平行直导线， 分别通以同方向的电流I1和I2 大小为
10 j方向，其中dl=Rd(2)=2Rd。 由于整个线圈所受力矩方向都相同，总力矩为
x
0 I1 I 2 R 2 1 M dM sin d 0 I1 I 2 R 2
线圈在该力矩的作用下将发生转动，转动方向为 对着y轴看去沿顺时针方向，最后停止在与长直电 流共面的平衡位置上。 9
BIr
0
sin d BI 2r cos 0 BI AB
在均匀磁场中，闭合载流回路受到的合磁力为零。 2
例2 求作用在圆电流上的磁力。
解 由 I1 产生的磁场为
a
I1
y
dθ
dF
I 2dl 受到的磁力 dF 0 I1 I 2 Rd dF BI 2 dl 其大小为 2π a R cos 磁力 dF 的 dFx dF cos ; dFy dF sin 分量
I1
dF12
I2
a
I 2 dl2
B12
根据安培定律 dF12 I 2 dl2 B12
dF12 = I2B12dl2
单位长度受力为 F' 12
0 2 I1 I 2 dF12 I 2 B12 dl2 4π a 电流I1在电流为I2的导线上任 0 I1 B12 意一点产生的磁感应强度 2 a 4
L
Idl B
注意：要求解上式，一般情况下应先化为 分量式，然后分别进行积分。
1
例1 通有电流的闭合回路放在均 匀磁场中，回路平面与B垂直， 求整个回路受到的磁力。
解 大小 F1 BI AB 方向铅直向下。
在弧形导线上取线元 dl , 受力为
作用在直导线AB上力 F1 的
0
I B A θ θ O x
y dF2 C Id l
d
0
由对称性知 F2 x dF2 cos 0
π
dF2 Idl B
dF dFy Id l θ dFx
所以 F2 F2 y dF2 sin BIdl sin
F'12 2 10
7
I1 I 2 a
5
电流单位定义：令a=1m，I1=I2，调节电流大小， 当 F'12 =210-7Nm-1时导线上的电流就是1A。
三、磁场对载流线圈的作用
F3
I
在匀强磁场中矩形载流线圈所
受安培力
线圈受合力为零。但 F1 与 F2
F1 F2 BIl1 F3 F4 BIl2 sin
I1dl
r I1
I2
x 电流元受力为 dF I1dl B I1dlB sin k , k 是
沿z轴方向的单位矢量。
8
力对轴线的力矩的大小为
y
2 R
dM r sin dF
0 I1 I 2
2
I1dl
sin d l ,
2
r I1
同理得电流为I1 的导线单位长 度所受电流I2给予的作用力
F'21
0 2 I1 I 2
4π a
F'21与 F'12大小相等、方向相反。
方向相同的两平行长直电流是相互吸引的，同理， 方向相反的两平行长直电流必定是相互排斥的。 电流强度：基本物理量，单位A (安培) 。 将0=410-7NA-2 代入得
l1
F1
F2 B n
l2
不在同一直线上，力矩不为零。 磁力矩为 M F l sin
1 2
F4
I
BIl1l2 sin BIS sin
F2 B
y
用矢量表示为 M ISn B m B
F1
n
x
6
其中载流线圈的磁矩 m ISen
磁矩方向与电流方向成右手螺旋关系。
m n
I
O
综上所述：平面载流线 圈在均匀磁场中受的力矩
M m B
I
当 = /2时，线圈所受力矩最大。 当 = 0时，线圈所受力矩等于零， 达到稳定平衡位置。
en
O'
B
如果载流线圈处于非匀强磁场中，线圈除受力 矩的作用外，还要受合力的作用，线圈作为一个
整体将向磁场较强的地方运动。
7
例3 电流为I1，半径为R的单匝圆线圈与电流为I2 的长直导线相切，初始时刻二者平面相垂直。求
圆线圈相对于过切点和圆心的竖直轴的力矩。
解 建立如图所示的坐标系。 在线圈上距切点r处取电流元 磁感应强度为 y
2 R
I1dl，长直电流在此处产生的
B
0 I2
2 r
例4 半径为0.2m，电流为20A的N 圈圆形线圈放在均 匀磁场中，磁感应强度为0.08T，沿x方向，分析其 受力情况。 解 在均匀磁场中的闭合载流线 I
圈受到的磁力的合力为零。
B
r
每圈的磁矩为
B Bi 2 M Nm B NIBπR j
M 的方向垂直纸面向外。
§11-5 磁场对电流的作用
一 、安培定律 (Ampere’s law) 磁场对自由电子有洛伦兹力作用，传递给金属晶 格，宏观上表现为磁场对载流导线作用的磁场力 。
dF Idl B
总是垂直于由 Idl 和 B 所决定的平面。
安培定律表明磁场中电流元所受磁场力方向
任意形状载流导线在外 F= 磁场中所受到的磁场力