3.4通电导线对磁场的作用力
3.4通电导线在磁场中受到的力
以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，反向电 流相ห้องสมุดไป่ตู้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。
(5)转换研究对象法 因为电流之间，电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律。 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题时，可先分析 电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，再确 定磁体所受电流的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。
【典例】质量为m=0.02 kg的通电细杆 ab置于倾角为θ =37°的平行放置的导 轨上，导轨的宽度d=0.2 m，杆ab与导 轨间的动摩擦因数μ =0.4，磁感应强度 B=2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图所示。现调
节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的
电流范围为多少？(假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)
培力的方向在哪一条直线上，再根据左手定则判断安培力的具
体方向。
2.电流方向、磁场方向和安培力方向三者的关系 电流方向和磁场方向间没有因果关系，这两个方向的关系是不
确定的。这两个方向共同决定了安培力的方向，所以，已知电
流方向和磁场方向时，安培力的方向是唯一确定的，但已知安 培力和磁场方向时，电流方向不确定。
4 通电导线在磁场中受到的力
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1.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.会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。 3.知道磁电式电流表的基本构造以及运用它测量电流大小和方
向的基本原理。
重点：1.安培力大小的计算。 2.安培力方向的判定。
3.4磁场对通电导线的作用
§3.4 磁场对通电导线的作用力 导学案学习目标1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F =BIL sin θ。
2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
3、了解磁电式电流表的工作原理。
预习指导学习重点: 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，合作探究：(阅读课本相关内容，完成下列问题) 1．磁场对 的作用力通常称为安培力。
2． 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 。
3．如果磁场方向与电流方向夹角为θ时，安培力的大小 ，方向仍可用 定则判定。
4．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指 ，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从 进入，四指指向 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。
5． 在磁电式电流表中，蹄形磁铁和铁心间的磁场是 的。
例1．磁场中有一条通电导线，其方向与磁场方向垂直。
图甲、乙、丙、丁、戊分别表明了电流、磁感应强度和安培力三个量中两个量的方向，试画出第三个量的方向。
甲 乙 丙丁 戊例2.一通电直导线长50厘米，放在如图所示匀强磁场中，电流方向与磁感应强度的方向的夹角为53°，磁感应强度B=2T ，当导线中通2A 的电流时，导线受到的安培力为多大？当堂达标1． 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向2.关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的矩形线圈与该磁场的关系，下列说法中正确的有( )A.通电线圈旋转的角度不同，它所在位置的磁感应强度大小也不同B.不管通电线圈转到什么位置，它所在位置的磁感应强度大小都相等C.通电线圈旋转的角度不同，它的平面与磁感线的夹角也不同D.以上说法都不对3． 如图，一束带电粒子沿着水平方向平行地飞过磁针上方时，磁针的S 极向纸内偏转，这一束带电粒子可能是 （ ）A ． 向右飞行的正离子B ． 向左飞行的正离子C ． 向右飞行的负离子D. 向左飞行的负离子4． 如图所示，匀强磁场中有一通以方向如图的稳定电流的矩形线abcd ，可绕其中心轴转动，则在转动过程中（ ）A ．ab 和cd 两边始终无磁场力作用。
高中物理教案 电磁学 (4)
普通高中课程标准实验教科书—物理选修3－1[人教版]第三章磁场3.4 磁场对通电导线的作用力★新课标要求（一）知识与技能1、知道什么是安培力，会推导安培力公式F=BIL sinθ。
2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
3、了解磁电式电流表的工作原理。
（二）过程与方法通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。
（三）情感、态度与价值观1、通过推导一般情况下安培力的公式F=BIL sinθ，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。
2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。
★教学重点安培力的大小计算和方向的判定。
★教学难点用左手定则判定安培力的方向。
★教学方法1实验观察法、逻辑推理法、讲解法★教学用具：蹄形磁铁多个、导线和开关、电源、铁架台、两条平行通电直导线、投影片，多媒体辅助教学设备★教学过程（一）引入新课教师：通过第二节的学习，我们已经初步了解磁场对通电导线的作用力。
安培在这方面的研究做出了杰出的贡献，为了纪念他，人们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。
这节课我们对安培力作进一步的讨论。
（二）进行新课1、安培力的方向教师：安培力的方向与什么因素有关呢？演示：如图所示，连接好电路。
实验（1）改变电流的方向，观察发生的现象。
［现象］导体向相反的方向运动。
（2）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向，观察发生的现象。
［现象］导体又向相反的方向运动。
［教师引导学生分析得出结论］（1）安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。
（2）安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。
教师：如何判断安培力的方向呢？［出示投影片］通电直导线所受安培力的方向和磁场方向、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，并且都和手掌在一个平面内，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，大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。
高二物理 3.4 磁场对通电导线的作用力教案
高二物理教学目标：（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。
教学重点：安培力的方向确定和大小的计算。
教学难点：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）。
教学方法：讲授、实验、探究、讨论教学教具：磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。
教学过程：（一）复习引入让学生回忆在在第二节中通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关。
过渡：本节我们将对安培力做进一步的讨论。
（二）新课教学安培力：磁场对电流的作用力。
安培力是以安培的名字命名的，因为他研究磁场对电流的作用力有突出的贡献。
1．安培力的方向【演示】按照P85图3.1—3所示进行演示。
（1）改变电流的方向，观察发生的现象。
［现象］导体向相反的方向运动。
（2）调换磁铁两极的位置来改变磁场方向，观察发生的现象。
［现象］导体又向相反的方向运动［教师引导学生分析得出结论］（1）安培力的方向和磁场方向、电流方向有关系。
（2）安培力的方向既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直，也就是说，安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在的平面。
（P96图3.4-1）如何判断安培力的方向呢？人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场图和剖面图一一引导学生展示。
3.4通电导线在磁场中受到的力
受到的磁场的作用力的合力为(
A.方向沿纸面向上,大小为( B.方向沿纸面向上,大小为(
2 2 2
)
+1)ILB -1)ILB
C.方向沿纸面向下,大小为( 2 +1)ILB D.方向沿纸面向下,大小为( -1)ILB
【解题指导】应用F=BIL求安培力,其中I⊥B,L为导线的有
效长度.
【标准解答】选A.导线段abcd的有效长度为线段ad,由几 何知识知Lad=( 2 +1)L,故线段abcd所受的合力大小 F=ILadB=( 2 +1)ILB,导线有效长度的电流方向为a→d,据 左手定则可
• (1)安培力总是垂直于磁场方向和电流方 向所决定的平面，但磁场方向和电流方向 不一定垂直． • (2)若已知B、I方向，F方向唯一确定，但 若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不唯 一． • (3)判断电流的磁场方向用安培定则，确 定通电导体在磁场中的受力方向用左手定 则．
课堂练习
【例1】画出图中安培力的方向。
F = ILB (B⊥L)
F B I
2.当电流与磁场方向夹θ角时:
F B⊥ B∥ B
B1
F = ILBsinθ
B B2 (θ为B与L的夹角)
• 导线L所处的磁场应为匀强磁场．安培力 表达式F＝ILB(或F＝ILBsinθ)一般适用于 匀强磁场，若通电导线所在区域的B的大 小和方向不相同，应将导体分成若干段， 使每段导线所处范围B的大小和方向近似 相等，求出各段导线所受的磁场力，然后 再求合力．
【说明】 由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而 安培力的力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭 矩与指针转过的角度成正比，所以磁电式电表的表
盘刻度是均匀的。
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磁场对通电导线的作用力
拓展1：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
结论: 同向电旋定则， 左手定则)
拓展2：磁场方向和导线方向不垂直时，安培力 方向如何判定？
F F
B⊥ B⊥
I
B∥
B
I B∥
安培力F 的方向总是垂直于电 流I 与磁感应强度B 所确定的平面
（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
二、安培力的大小：
1、垂直时(B⊥L) 2、平行时(B∥L) F=ILB F＝0 B
3.当电流与磁场方向夹角为θ时:
B⊥
B∥
θ
I
F=I L B sinθ
总结：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
第三章《磁场》
第四节
赣榆一中
梅波
I
I
1
2
I I
3
4
I I
I
F
F
F
F
I
探究序号 1
2
N N
3
S
4
S
现象 记录
I
S
F
F
I
S
I
N
F
F
I
N
影响因素 磁场方向，电流方向
一、安培力的方向：
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向。
34通电导线在磁场中受到的力讲解
（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=BIL
（2）B、I平行时：F＝0
B1
（3）B、I成θ角时：
F = BILsin θ
B
(θ为 B与L的夹角 )
B2
对安培力大小的理解
(1) 公式 F=BILsin θ只适用于 匀强磁场 。 θ=90°时，F最大；θ =0°时，F最小。 (2) θ为 B与I的夹角； L为有效长度 ,不一定是 导线的实际长度。
③ 电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向 转动。
课堂训练
例1. 下列措施可以提高电流表线圈的灵敏度的是
AB (注：电表的灵敏度可以表示为 θ/I=NBS/k)（ ）
A. 增加线圈的匝数； B. 增强磁极间的磁感应强度； C. 减小线圈的电阻； D. 换用不易扭转的弹簧。
课堂训练
C 例2. 关于电流表以下说话错误的是 (
电流元法
课堂训练
例6. 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。
C 所示的电路 , 当开关接通后 , 将看到的现象是 ( )
A. 弹簧向上收缩 ; B. 弹簧被拉长 ;
S
C. 弹簧上下振动 ; D. 弹簧仍静止不动。
第三章 磁场
3.4 通电导线在磁场中受到的力 (2)
湖南师范大学 袁华军
第3.4通电导线在磁场中受到的力
.
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。 铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
磁场特点： 2、磁场特点：
［问题］电流表中磁场分布有何特点呢？ 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 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的. 均匀辐向分布 所谓均匀辐向分布， 所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都 均匀辐向分布 通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置， 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. 与磁感线之间的夹角都是零度. ［问题］该磁场是否匀强磁场？ 问题］该磁场是否匀强磁场？ 是否匀强磁场 该磁场并非匀强磁场 该磁场并非匀强磁场 ［问题］该磁场的特点？ 问题］该磁场的特点？ 的特点 在以铁芯为中心的圆圈上， 在以铁芯为中心的圆圈上， 大小是相等的 各点的磁感应强度B 的大小是相等的.
F
反向电流
F F F
磁电式电流表
在实验室中， 在实验室中， 常用到一种测电 流强弱和方向的 电学仪器—— ——电 电学仪器——电 流表， 流表，它就是根 据磁场对电流作 用的安培力制成 的。
电流表的构造
蹄形磁铁
在一个很强的蹄 形磁铁的两极间， 形磁铁的两极间，有一 个固定的圆柱形铁芯， 个固定的圆柱形铁芯， 铁芯外面套有一个可以 绕轴转动的铝框， 绕轴转动的铝框，铝框 上绕有线圈， 上绕有线圈，铝框的转 轴上装有两个螺旋弹簧 和一个指针， 和一个指针，线圈的两 端分别接在这两个螺旋 弹簧上， 弹簧上，被测电流经过 这两个弹簧流入线圈。 这两个弹簧流入线圈。
【例1】 关于垂直于磁场方向的通电直导
线所受磁场力的方向， 线所受磁场力的方向，正确的说法是 A．跟磁场方向垂直，跟电流方向平行 ．跟磁场方向垂直， B．跟电流方向垂直，跟磁场方向平行 ．跟电流方向垂直， C． 既跟磁场方向垂直， C．既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂 直 D．既不跟磁场方向垂直，又不跟电流方 ．既不跟磁场方向垂直， 向垂直
3.4磁场对通电导线的作用力导学案(优选.)
最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改赠人玫瑰，手留余香。
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。
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．
3.4通电导线在磁场中受到的力
对公式F=BIL的理解
★ B垂直于I,匀强磁场
★ 不垂直变垂直(分解B，或投影L)
★ 弯曲导线变成直导线 L是有效长度，不一定是导线实际长度
若是弯曲导线，可视为起点到终点的一条通电 直导线。
应用安培力应注意的问题
1、分析受到的安培力时,要善于 把立体图,改画成易于分析受力的平 面图形 2、注意磁场和电流的方向是否 垂直
巩固练习 已知磁场方向与通电导线垂直，请画出图中 第三个物理量的方向。
× × × ×
×I × × × × × × × F× × × ×
F I
演示：如图所示，两条平行的通电直导线之间会发生 作用吗？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。
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
自由
˙
˙
× F ×
˙
˙
×
˙
F
˙
×
固定
×
×
解析：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
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时:
F = ILB (B⊥L)
F B I
2、电流与磁场方 向平行时，磁场 对电流的作用力 为零
S I
N
B
问题:如果既不平行也不垂直呢？
4 磁场对通电导线的作用
通电导线在磁场中受到的力称为安培力 一、安培力的方向
探究当通电导线方向与磁场方向垂直时，通电导线所 受的安培力的方向。
演示：按照右图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向， 观察受力方向是否改变。 2、上下交换磁场的位置以改变磁 场的方向，观察受力方向是否变化
次 磁场 数 方向
3、4通电导线在磁场中受到的力
实验结果分析
试画出下述两实验结果的正视图：
B
FI
B
IF
F、B、I方向关系： 遵循左手定则
掌心-----迎磁 四指------电流方向 大拇指------安培力方向
安培力方向既与电流方向 垂直又与磁场方向垂直，即垂 直于电流和磁场所在的平面。
I F
B
F
B× θ
例2、 如图所示，用细线悬挂在匀强磁场中一段通 电导线，悬线与竖直方向成30°角，若该导线通过 的电流为0.2A，导线长度为0.1m。导线质量为 0.02kg。求（1）导线受到的安培力为多大？
（2）匀强磁场的磁感应强度？
θ
0.11N 5.5T
I B
m
[例 3] 质量为 m＝0.02 kg 的通电细杆
B.顺时针转动，同时离开直导线 AB
C.逆时针转动，同时靠近直导线 AB
D.不动
【特别提醒】：注意所选导线在特殊位置的磁场方向
环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效 等效法
成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立.
结论法
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；两不平行的直线电 流相互作用时，有转到平行且电流方向相同的趋势.
特殊位 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判 置法 断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向.
4.直导线 AB 与圆线圈的平面垂直且隔有一小段
距离，直导线固定，线圈可以自由运动。当通
过如图 3－4－8 所示的电流时(同时通电)，从－8
A.顺时针转动，同时靠近直导线 AB
[例 2] 用两根细线把两个完全相同的圆形导
3.4通电导线对磁场的作用力解读
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，容易烧坏。 3）、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最 主要特性。
• 电磁炮的主要原理如图所示,长100M,宽2M 的水平导轨固定在水平面上,金属杆EF（含 弹体）垂直放置在导轨上，整个装置处于 竖直向上的匀强磁场中。当金属杆中通过 恒定电流10A后，为了使2.2g的弹体（包括 金属杆EF的质量）能加速到10km/s（常规 炮弹的速度约为2km/s），问：该磁场的感 应强度必须为多大？磁场的最大功率又为 多大？（不计轨道摩擦）
B1
B2
图中安培力的方向大小
流方向与磁场方向垂直, B 中电流方向与磁场
15
中电流方向与磁场方向平行, 不受力。A、B
【例题 3】如图所示，两平行光滑导轨相距 0.2m，与水平面夹角为450，金属棒MN的质 量为 0.1kg ，处在竖直向上磁感应强度为 1T 的匀强磁场中，电源电动势为 6V ，内阻为 1Ω ，为使 MN 处于静止状态，则电阻 R 应为 多少？(其他电阻不计)
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。
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
问题导学
当堂检测
迁移训练 1 画出图中各磁场对通电导线安培力的方 向。
F⊥ B， F⊥ I ， B⊥ I
F⊥ B， F⊥ I ， B⊥ I
F⊥ B， F⊥ I ， B⊥ I
F⊥B，F⊥I，B与I不垂直
3.4通电导线在磁场中受力
由左手定则可知，当 流入线圈中的电流方向改变时， 线圈上产生的安培力的方向也 改变，从而使线圈和指针偏转 的方向也改变。所以，根据指 针偏转的方向，可以知道被测 电流的方向。
θ=NBIS/k
电流表的特点
1、灵敏度高，可以测量很弱的电流， 但是绕制线圈的导线很细，允许通 过的电流很小；
2、电流和安培力成正比，所以电流 表的刻度是均匀的； 3、电流方向改变，安培力方向也 改变，线圈朝相反方向转动。
知识回顾
如何描述磁场强弱 和方向？
F B IL
(B I )
3.4通电导线在磁场中受到的力
安培力(Ampere force) 1、定义：通电导线在磁场中受到的力称为 安培力，是为了纪念安培而命名的。 方向？ 大小? 思考与讨论 在电场中，电场强度的方向就是正电荷 所受电场力的方向。 那么，在磁场中，磁感应强度的方向是 不是通电导体在磁场中的受力方向呢？
线有何要求？
问题2：F、B、I一定两两垂直吗？ 结论：F一定与B垂直，一定与I垂直。但B与I不一 定垂直。
四、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）。
.
铁芯、线圈和指针是一个整体可以转动。
电流表的构造
电流表构造中最 大的特点就是在蹄形 磁铁和铁芯间的磁场 是均匀地辐向分布的 （即沿直径方向分 布），如图所示。 这样的构造使得线 框在转动过程中，其平 面始终与磁场平行，即 受到安培力的线框中的 两边始终与磁场垂直。
电流表的工作原理
如图所示，当电 流通过线圈时，线圈 上跟轴线平行的两边 在安培力作用下，使 线圈绕轴线转动，从 而使螺旋弹簧被扭动。 当安培力产生的力矩 和弹簧的扭转力矩相 平衡时，线圈才停止 转动。
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教案
3.4通电导线在磁场中受到的力（教案）横县百合完全中学：韦衍虎〖教材分析〗安培力的方向和大小是本节的重点内容，也是这一章的重点内容之一。
安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系（左手定则）是本节的难点，比如：安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向垂直，但电流方向与磁感应强度的方向可以成任意角度；当电流方向与磁感应强度的方向垂直时，安培力最大。
正确应用左手定则也是本章的难点之一。
〖学情分析〗空间想象能力对本节学习至关重要，但学生这方面比较薄弱，要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图、俯视图和剖面图，对此学生常常混淆，需要一定的巩固训练。
刚学磁感应强度，对电流与磁场的方向关系的认识主要停留在垂直这种特殊情况上，这堂课要加强对方向角的认识。
另外安培力是导线的总体长度在磁场中收到的力的总和，这一点可以缓一步提醒，不要急于求成。
〖教学目标〗知识与技能：1、知道什么是安培力，会推导安培力公式。
2、知道左手定则的内容，并会用它判断安培力的方向。
3、了解磁电式电流表的工作原理。
过程与方法：通过演示实验归纳、总结安培力的方向与电流、磁场方向的关系——左手定则。
情感态度与价值观：1、通过推导一般情况下安培力的公式，使学生形成认识事物规律要抓住一般性的科学方法。
2、通过了解磁电式电流表的工作原理，感受物理知识的相互联系。
〖教学重难点〗教学重点：安培力的大小计算和方向判定。
教学难点：用左手定则判定安培力的方向。
〖教法与学法〗教法：讲授法、实验法、谈论法学法：观察体验法、推论法，归类比较法、等效分析法、二维视图法〖信息技术的融合〗在课件中插入动态图〖教学过程〗一、新课引入初次见面也没有什么礼物送给大家，我做了一个小爱心，送给大家，希望大家喜欢。
(播放动图、音频）问题：为什么“心”会转动？其中会有怎么样的规律呢？通过前面的学习我们知道了磁场对通电导线会有力的作用。
安培在这方面有杰出的贡献，为了纪念他，我们把通电导线在磁场中所受的作用力叫做安培力。
§3.4 通电导线在磁场中受到的力 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（一）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】1．磁场对的作用力通常称为安培力。
2．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。
3．左手定则：让磁感线垂直穿入，四指指向方向，拇指所指的方向。
【知识探究】一、安培力的方向观察通电导线在磁场中受力情况．并思考讨论下面问题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．3．通过以上两种情况的分析，用自己的语言总结出安培力方向的规律．左手定则：注意：安培力方向、电流方向、磁场方向两两彼此垂直。
【拓展】两平行通电导线的相互作用（1）两根通电直导线平行放置，当它们通以同向电流时，分析它们的受力情况；（2）若通以反向电流，分析它们的受力情况．【提示】通电导线周围存在磁场，而通电导线在磁场中要受到安培力的作用．【结论】同向电流相互，反向电流相互．二、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。
【拓展】（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）【当堂训练】如图所示，其中A、B图已知电流方向及其所受磁场力的方向，试判断并在图中标出磁场方向．C、D图已知磁场方向及其对电流作用力的方向，试判断电流方向并在图中标出．【总结归纳】1．安培力的方向，遵从左手定则：2．安培力的大小：【巩固提升】1．画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向。
高三物理磁场对通电导线的作用力
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
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安培力方向总是垂直于磁感线 和通电导线所在的平面，即F⊥B， F⊥I，但B与I不一定垂直。
【例题1】画出图中第三者的方向。
【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。
§4通电导线对磁场的作用力
安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。 一.安培力的方向
左手定则：
——伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指 这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
垂直，让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向，
F⊥ B， F⊥ I ， B⊥ I
F⊥ B， F⊥ I ， B⊥ I
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
B1
B2
【例题 3】如图所示，两平行光滑导轨相距 0.2m ，
与水平面夹角为450，金属棒MN的质量为0.1kg，处
在竖直向上磁感应强度为 1T的匀强磁场中，电源电
动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则
B a
30° b
FN
R E r
F
三. 磁电式电表
电阻R应为多少？(其他电阻不计)
【答案】R=0.2Ω
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/s2 ，其它电阻 不计） B
F⊥ B， F⊥ I ， B⊥ I
科目一考试 / 2016年科目一模 拟考试题
科目二考试 2016年科目二考试技巧 、考试内容、考试视频
F⊥ B， F⊥ I ， B⊥ I
F⊥B，F⊥I，B与I不垂直
F、B、I三者的方向之间的关系：