安培力的大小及方向
安培力和洛伦兹力 课件
S
N
D、逆时针转动，同时向上运动
5、转换研究对象法：对于定性分析磁体在电流磁场作 用下如何运动的问题，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确定磁体所受电流 磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。
例：如图所示，条形磁铁平放于水平桌面 上。在它的正中央上方偏右固定一根直导 线，导线与磁铁垂直。现给导线中通以垂 直纸面向内的电流，磁铁保持静止，那么 磁铁受到的支持力和摩擦力如何变化？
3、洛伦兹力的方向
⑴判定方法：应用左手定则，注意四指应指向正电荷 运动的方向或负电荷运动的反方向． ⑵方向特点：F⊥B，F⊥v.即F垂直于B和v决定的平 面．(注意B和v可以有任意夹角)
特别提醒： ⑴洛伦兹力的方向总是与粒子速度方向垂直．所以洛 伦兹力始终不做功． ⑵安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形式 不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对 通电导线可做正功，可做负功，也可不做功．
【例与练】如图所示，带负电的粒子垂直磁场方向进 入圆形匀强磁场区域，出磁场时速度偏离原方向 60°角， 已知带电粒子质量 m＝3×10-20Kg， 电量 q＝10-13C，速度 v0＝105 m/s，磁场 区域的半径 R＝3×10-1m，不计重力， 求磁场的磁感应强度。
【例与练】如图所示，在一个圆形域内，两个方向相
同
D.在磁场中运动时间越长的粒子，
其轨迹所对的圆心角一定越大
【例与练】如图所示，一匀强磁场垂直穿过平面直角
坐标系的第 I 象限，磁感应强度为 B.一质量为 m、带
电量为 q 的粒子以速度 v 从 O 点沿着与 y 轴夹角为
30°方向进入磁场，运动到 A 点时速度方向与 x 轴的
正方向相同，不计粒子重力，则（
安培力的方向是怎样的呢？安培力的方向既跟磁场方向垂资料
荷兰物理学家，他 是电子论的创始人、相 对论中洛伦兹变换的建 立者，并因在原子物理 中的重要贡献（塞曼效 应）获得第二届（1902 年）诺贝尔物理学奖。 被爱因斯坦称为“我们 时代最伟大，最高尚的 人”。
二、洛伦兹力的方向
1．推理：左手定则判断安培力方向， 大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏 观表现为安培力，因此，可以用左 手定则判定洛伦兹力的方向．
（2）对于负电荷四指指向电流方向即指 向电荷运动的反方向．
例题 • 如图表示磁场B的方向、电荷运动v的方向和 磁场对运动电荷作用力f方向的相互关系，其 中B、v、f的方向两两相垂直，不正确的图 是 ( ) C
例题
• 画出图中带电粒子所受洛仑兹力的 方向或粒子运动方向．（请同学上 来画）
三、洛伦兹力的大小
自然界中美丽的极光
•电视机显像管
显象管的工作原理
3.5 磁场对运动电荷 的作用力(1）
• 磁场对通电导线有力的作用，电 流是由电荷的定向移动形成的 • 由此我们会想到：磁场对通电导 线的安培力可能是作用在大量运 动电荷上的力的宏观表现，也就 是说磁场对运动电荷可能有力的 作用.
一、磁场对运动电荷存在作用力
B．如果把＋ q 改为－ q，且速度反向大小不变， 则所受的洛伦兹力大小、方向均不变 （将＋q改为－q，且速度等值反向，这时形成的电流方向仍跟原来相同，由左手定
则和F=qvB可知，洛伦兹力不变．）
（带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力，不但与速度大小有关，还与速度的方向有关，当v与B 平行时，不管v、B、q多大，洛伦兹力总为零）
(3)这段导线内的自由电荷数
N nSL
(4)每个电荷所受的洛伦兹力
v
I v
F
F安 B(nqvS) L F洛 qvB N nSL
安培力
思考：如何形象地表示磁感应强度的大小和方向？
例1、关于磁感强度，下列说法哪些是正确的？ ①磁感强度的大小反映了磁场的强弱； ②磁感强度是描述磁场的强弱和方向的物理量； ③磁感强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向．
例2、关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方 向，正确的说法是 ①跟磁场方向垂直，跟电流方向平行； ②跟电流方向垂直，跟磁场方向平行； ③既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直； ④既不跟磁场方向垂直，也不跟电流方向垂直．
例8、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 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?
例6、如图所示，L=0.2cm，I=0.2A，B=0.5T， 求该导线所受安培力是多大？方向如何？
I
例7、有一小段通电直导线，长为1cm，电流强 度为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场 力为0.1N，则该点的磁感应强度B （） A．一定等于2T B．一定小于2T C．大于等于2T D．以上情况都有可能
6、安培力的方向——左手定则 判定步骤： 1）伸开左手，大拇指跟四指 垂直，且在同一平面内 2）让磁感线穿过手心 3）使四指指向电流方向，则 拇指指向安培力的方向
左手定则运用：
I
I
F
左手定则运用
I
左手定则运用：
左手定则运用：
固定 固定
I1
I2
I1
I2
I2
固定
固定
I1
I1
例3、图3-19表示一根放在磁场里的通电直导线，导线与磁场方 向垂直．图中已分别标明电流方向、磁场方向和导线受力方向中 两个的方向，试标出另一个的方向．
安培力(精华版)课件
安培力的方向
根据左手定则判断，即伸开左手，让大拇指与四指在同一平面内并垂直，然后将左手放入 磁场中，让磁感线穿过掌心，四指指向电流方向，大拇指所指方向即为安培力的方向。
安培力的大小和方向
安培力的大小
根据公式F=BILsinθ计算，其中B为磁感应强度，I为电流强度，L为导线在磁场 中的有效长度，θ为电流与磁场的夹角。
左手定则
将左手伸开，让大拇指与其余四指垂直，然后将左手放入磁 场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，大拇指 所指方向即为安培力方向。
判断安培力的方向
电流方向与磁场方向垂直时，安培力方向与电流方向垂直； 电流方向与磁场方向平行时，安培力方向与电流方向平行。
右手定则：将右手伸开，让大拇指与其余四指垂直，然后将 右手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向电流 方向，四指所指方向即为安培力方向。
感谢观看
磁悬浮列车的工作原理
总结词
磁悬浮列车利用安培力实现列车与轨道 的完全分离，减少摩擦力，提高运行速 度。
VS
详细描述
磁悬浮列车通过在轨道和列车底部安装电 磁铁，当电流通过轨道上的电磁铁时，产 生磁场，与列车底部电磁铁的磁场相互作 用，产生向上的安培力，使列车悬浮在轨 道上方。由于没有接触，摩擦力大大减少 ，因此列车可以高速运行。
安培力计算中的单位换算
• 安培力单位为牛（N），电流单位为安（A），磁感应强度单位 为特（T），长度单位为米（m）。在进行单位换算时，需要将 各个物理量的单位统一到国际单位制中。例如，可以将安培力 的单位换算为牛米（Nm），电流的单位换算为安秒（As）， 磁感应强度的单位换算为特米（Tm）等。
THANKS
根据安培力的公式F=BIL，安培力的大小与电流的大小成正比，电流越大，安培力越大。
安培力(精华版)
S
C.弹簧上下振动
D.弹簧仍静止不动
如图所示，通电直导线A与贺形通电导线环B固 定放置在同一水平面上,通有如图所示的电流 时,通电直导线受到水平向 右 的安培力作 用.当A、B中电流大小保持不变,但同时改变方 向时,通电直导线A所受的安培力方向水平 向 右 . B A I I
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 o ＝2T中，AC=40cm， a 30 ，求三角形框架各边 所受的安培力。
S
N
B
B
F I
I
F
F
B
I
B
θ
I F
安培力F、磁感应强度B、电流I三者的方向关系:
F⊥B F⊥I
F垂直于电流与磁场所在的平面 . 而B与I不一定垂直．
安培力的方向 ——左手定则
伸开左手，使大拇指跟
其余四指垂直，并且与 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。
A.B=mgsinθ/IL，方向垂直斜面向下 B.B=mgtan/IL，方向竖直向下 C.B=mg/IL，方向水平向左 D.B=mgcosθ/IL，方向水平向左
I
θ
2 、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正 中央的上方固定一根直导线 MN，导线与磁场垂直， 给导线通以由N向M的电流，则( ) A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用 B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用 C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用 D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用
［问题］该磁场是否匀强磁场？ 该磁场并非匀强磁场
专题1 安培力的大小及方向(解析版)
专题一安培力的大小及方向基本知识点1．安培力的大小(1)公式：F＝BIl sinθ其中θ为磁感应强度与通电导线之间的夹角．(2)说明：①当通电导线与磁感线垂直时，即电流方向与磁感线垂直时，所受的安培力最大：F＝BIL．②当通电导线与磁感线平行时，所受安培力为零．③适用条件：只有在匀强磁场中，在通电导线与磁场方向垂直的情况下，F＝BIL才成立．在非匀强磁场中，一般说来是不适用的，但在通电导线很短的情况下，可近似地认为导线所处的地方是匀强磁场．注：(1)F⊥I，F⊥B，但B与I不一定垂直．(2)若已知B、I方向，F方向惟一确定，但若已知B(或I)、F方向，I(或B)方向不惟一．2．当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图所示)；相应的电流沿L由始端流向末端．3．不管是电流还是磁体，对通电导线的作用都是通过磁场来实现的，因此必须要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后结合左手定则准确判断导线的受力情况或将要发生的运动，在实际操作过程中，往往采用以下几种方法：(1)电流元法：把整段导线分为许多段直电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线运动方向(2)等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立(3)特殊位置法：通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置(如转过90°)，然后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向(4)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(5)转换研究对象法：定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，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，确定磁体所受电流磁场的作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向例题分析一、安培力的方向例1下列各图中，金属导体棒ab所受安培力F方向正确的是()(对应训练一)画出图中通电导体棒ab所受的安培力的方向(图中箭头方向为磁感线的方向)．(对应训练二)在赤道上空，水平放置一根通以由西向东方向的电流的直导线，则此导线()A．受到竖直向上的安培力B．受到竖直向下的安培力C．受到由南向北的安培力D．受到由西向东的安培力二、安培力大小公式的应用例2长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()(对应训练)如图所示，导线框中电流为I，导线框垂直于磁场放置，磁感应强度为B，AB与CD相距为d，则MN所受安培力大小()A．F＝Bid B．F＝BId sin θ C．F＝BIdsin θD．F＝BId cos θ三、有效长度求安培力的大小例3如图所示，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。
安培力
安培力一、基础知识清单1．安培力：磁场对电流的作用力2．安培力的大小：当B、I、L两两相互垂直时，F=BIL；当B与I平行时F=0；当B与I成θ角时，则F=BILsinθ。
注意：①适用于任何磁场；但只有匀强磁场才能直接相乘；其中L为有效长度。
3.安培力方向：安培力的方向用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，并使四指指向电流方向，那么，大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向，安培力的方向与B和I所决。
如右图如果磁场或电流的方向变为与现在相反安培力的方向将如何变化？如果磁场方向和电流方向同时变为和现在相反安培力的方向将如何变化？可以得出什么规律？4．磁电式电表的原理（1）电流表的构造主要包括：蹄形磁铁、圆柱形铁芯、线圈、螺旋弹簧和指针。
蹄形磁铁和铁芯之间的磁场是均匀的辐向分布的，如图8-2-2所示。
无论通电导线处于什么位置，线圈平面均与磁感线平行。
给线圈通电，线圈在安培力的力矩的作用下发生转动，螺旋弹簧变形，产生一个阻碍线圈转动的力矩，当二者平衡时，线圈停止转动。
电流越大，线圈和指针的偏转角度也就越大，所以根据线圈偏转的角度就可以判断通过电流的大小。
线圈的电流方向改变时，安培力的方向也就随着改变，指针偏转的方向也就改变，所以根据指针的偏转方向，就可以判断被测电流的方向。
（2）磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很小二、考点分类剖析1、考点一：定性判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动方向典型例题：【例1】如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动，当导线中通过如图所示方向的电流时，从上往下看试判断导线的运动情况。
( C ) A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升2．长直电流I2与圆形电流I1共面，并与其一直径相重合（但两者绝缘），如图所示。
通电导线在磁场中受到的力
通电导线在磁场中受到的力一、安培力的方向1．安培力：通电导线在磁场中受的力。
2．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方向。
3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F ⊥B ，F ⊥I ，即F 垂直于B 和I 所决定的平面。
二、安培力的大小1．垂直于磁场B 放置、长为L 的通电导线，当通过的电流为I 时，所受安培力为F ＝ILB 。
2．当磁感应强度B 的方向与导线方向成θ角时，公式F ＝ILB sin_θ。
1．安培力方向的特点(1)当电流方向跟磁场方向垂直时，安培力的方向、磁场方向和电流方向两两相互垂直。
应用左手定则判断时，磁感线从掌心垂直进入，拇指、其余四指和磁感线三者两两垂直。
(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流方向，也垂直于磁场方向。
应用左手定则判断时，拇指与四指、拇指与磁感线均垂直，但磁感线与四指不垂直。
1．(多选)如图所示，F 是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是( )2、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( )A ．受到竖直向上的安培力B ．受到竖直向下的安培力C1．同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，受力情况不同，如图3-4-4所示。
图3-4-4(1)如图甲，通电导线与磁场方向垂直，此时安培力最大，F ＝ILB 。
(2)如图乙，通电导线与磁场方向平行，此时安培力最小，F ＝0。
(3)如图丙，通电导线与磁场方向成θ角，此时可以分解磁感应强度，如图丁所示，于是有安培力大小为F ＝ILB sin θ，这是一般情况下安培力的表达式。
2．对安培力的说明(1)F ＝ILB sin θ适用于匀强磁场中的通电直导线，求弯曲导线在匀强磁场中所受安培力时，L 为有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L 由始端流向末端，如图3-4-5所示。
安培力
4．推论分析法：(1)两直线电流相互平行时无转动趋势，方向 相同时相互吸引， 方向相反时相互排斥； (2)两直线电流不平行 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，电流与磁体之间相互作 用满足牛顿第三定律， 这样定性分析磁体在电流磁场作用下如 何运动的问题，可先分析电流在磁场中所受到的安培力，然后 由牛顿第三定律，确定磁体所受电流作用力，从而确定磁体所 受合力及运动方向．
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)
[例 3] 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 3 －4－12 所示。现调节滑动变阻器的触头， 图 3－4－12
图 3－4－10
解析：ab 段所受的安培力大小 Fab＝ILB，方向向右，bc 段 所受的安培力大小 Fbc＝ILB，方向向上，所以该导线所受安培力 为这二力的合力，F＝ 2ILB，方向沿∠abc 的平分线斜向上。
[重点诠释]
(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。
探究安培力
安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。 一、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
二、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垂 直，让磁感线垂直穿入手心，使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。
安培力的方向是怎样的呢？安培力的方向既跟磁场方向垂
小
结
• 运动电荷在磁场中所受的磁场力叫洛伦兹力．
• 运动电荷速度方向与磁场方向平行时，洛伦兹 力大小为F=0．
• 运动电荷速度方向与磁场方向垂直时，洛伦兹 力大小为F=qvB． • 当电荷运动方向与磁场方向夹角为θ时，洛伦 兹力大小F=qvBsinθ. • 洛伦兹力的方向可由左手定则来判定．
来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的 方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进 入地球周围的空间时，将( B )
设有一段长为L，横 截面积为S的直导线， 单位体积内的自由电荷 数为n，每个自由电荷 的电荷量为q，自由电 荷定向移动的速率为v. 这段通电导线垂直磁场 方向放入磁感应强度为 B的匀强磁场中，求
v
v
v v
(1)通电导线中的电流 I (2)通电导线所受的安培力
nqvS
F安 BIL B(nqvS) L
自然界中美丽的极光
•电视机显像管
显象管的工作原理
3.5 磁场对运动电荷 的作用力(1）
• 磁场对通电导线有力的作用，电 流是由电荷的定向移动形成的 • 由此我们会想到：磁场对通电导 线的安培力可能是作用在大量运 动电荷上的力的宏观表现，也就 是说磁场对运动电荷可能有力的 作用.
一、磁场对运动电荷存在作用力
（2）对于负电荷四指指向电流方向即指 向电荷运动的反方向．
例题 • 如图表示磁场B的方向、电荷运动v的方向和 磁场对运动电荷作用力f方向的相互关系，其 中B、v、f的方向两两相垂直，不正确的图 是 ( ) C
例题
• 画出图中带电粒子所受洛仑兹力的 方向或粒子运动方向．（请同学上 来画）
三、洛伦兹力的大小
作业Leabharlann 质量m=0.1×10-3kg的小物块，带有电量为 q=5×10-4C的正电荷，放在斜面上，斜面的倾角 α=30°，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.4。设 整个斜面放在匀强磁场中，B=0.5T，方向如图， 若斜面足够长，问： • （1）物块下滑时，能达到的最大速率为多少？ • （2）如果将磁场反向，其他条件不变，物块下 滑时将发生什么情况？
安培力大小计算与方向的判断
安培力大小计算与方向的判断
安培力是指在导体中由电流所产生的磁场力。
这种力的大小与方向可以通过安培力定律来计算和判断。
安培力定律指出，在直流电路中，两个相互平行的导体之间的安培力与电流的大小、导体之间的距离和两个导体之间的夹角有关。
首先，我们需要了解安培力定律的公式表达：
F = BILsinθ
在这个公式中，F表示安培力的大小，B表示磁场强度，I表示电流的大小，L表示导体的长度，θ表示两个导体之间的夹角。
根据这个公式，我们可以得出以下结论：
1.安培力与电流的大小成正比：安培力的大小与电流的大小成正比，即电流越大，安培力也越大。
2.安培力与导体之间的距离成正比：安培力的大小与导体之间的距离成正比，即导体之间的距离越小，安培力也越大。
3. 安培力与导体之间的夹角sinθ成正比：安培力的大小与两个导体之间的夹角sinθ成正比，即夹角越大，安培力也越大。
根据这些规律，我们可以进行具体的计算和方向的判断。
1.计算安培力的大小：
首先，我们需要知道磁场强度B、电流大小I、导体长度L和夹角θ的具体数值。
然后，将这些数值代入安培力定律的公式中，即可计算出安培力的大小。
2.判断安培力的方向：。
安培力专题
安培力专题一、知识要点1、安培力的大小与方向：（1）安培力的大小安培力的大小可由F＝BIL求出（I⊥B），使用此式时应注意几点：①导线L所处的磁场应为匀强磁场。
②L为有效长度，如图4所示，半径为r的半圆形导线与磁场B垂直放置，当导线中通以电流I时，安培力。
（2）安培力的方向——左手定则不管电流方向是否与磁场垂直，安培力的方向一定垂直电流和磁场所在（3）两平行通电直导线的相互作用同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。
2、力作用下的物体平衡：（1）有安培力参与的物体平衡，此平衡与前面所讲的物体平衡一样，也是利用物体平等条件解题，其中安培力是众多受力中的一个。
（2）与闭合电路欧姆定律相结合的题目。
主要应用：①全电路欧姆定律；②安培力求解公式F＝BIL；③物体平衡条件。
（3）在安培力作用下的物体平衡的解题步骤和前面我们学习的共点力平衡相似，一般也是先进行受力分析，再根据共点力平衡的条件列出平衡方程。
其中重要的是在受力分析过程中不要漏掉了安培力。
安培力作为通电导线所受的外力参与受力分析，产生了通电导体在磁场中的平衡、加速及做功问题，这类问题与力学知识联系很紧，解题时，把安培力等同于重力、弹力、摩擦力等性质力；对物体进行受力分析时，注意安培力大小和方向的确定；求解时注意运用力学中静力学、动力学及功和能等有关知识解此类题可以有效地培养综合运用能力，必须引起重视。
二、典型例题例1. 如图7，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，求各导线所受到的安培力。
图7A图中，这时不能死记公式，而写成，要理解公式本质是有效长度或有效磁场，正确分解。
B图中，B⊥I，不论导线再怎么放，也在纸平面内，故。
C图是两根导线组成的折线abc，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ac（即从a →c的电流）。
故。
同理，从a→b的半圆形电流，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ab，。
安培力1
磁场对通电导线的作用力——安培力磁场对通电导线(或电流)有力的作用——安培力安培法国物理学家，在电磁作用方面的研究成就卓著.一、安培力方向：NSNSFFFFNSNSB I F 方向不同，但三者间的相互关系一样匀强磁场中，探究B 、I 垂直时，F 的方向一.安培力的方向左手定则：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，四指指向电流的流向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
IBFB【例1】画出图中第三个量的方向。
FIBIF二、安培力的大小（匀强磁场中B 、I 垂直时）探究一、与电流大小的关系保持其他因素不变，改变电流的大小电流安培力增大减小增大减小结论：其他因素不变的时候，电流增大，安培力增探究二：与磁场内通电导线长度的关系保持其它条件不变，改变通电导线在磁场中的长度N S N SF 1F2I<导线增长，安培力增大三、与磁感应强度大小的关系当其他因素不变的时候，改变磁感应强度磁感应强度增大，安培力增大F 1NSIF 2NS<匀强磁场中，通电导线与此磁场方向垂直时安培力大小：F=ILB电流：A 长度：m 磁感应强度：T 安培力方向：左手定则三. 安培力在生活中的应用三. 安培力在生活中的应用例题在赤道上，地磁场可看成南北方向的匀强磁场，磁感应强度的大小是0.50×10-5T 。
如果赤道上有一根东西方向的直导线，长为20m ，且载有从东到西的电流30A ，那么地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何BII I FF 分析：电流方向相同电流方向相反IIF F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，a b 边与NM平行。
判断线框将如何运动M N a b cd I 1I 2M N I 1B a bcd I 22、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，给导线通以由N向M的电流，则()A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用B.磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用C.磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用D.磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用A。
安培力的方向判断方法有哪些
安培力的方向判断方法有哪些
安培力是通电导线在磁场中受到的作用力，那幺，安培力的方向怎幺判断呢？下面小编整理了一些相关信息，供大家参考！
1安培力的方向怎幺判断导体中有电流，就是电子们在运动，运动电荷在磁场中会受到洛仑兹力，大量电子洛仑兹力的宏观表现就是安培力。
安培力是电流在磁场中受到的磁场的作用力，如果导体长度L，通过的电流I，垂直于磁场，磁感应强度为B，安培力的大小为F=BIL。
安培力的方向用左手定则判断：伸出左手，四指指向电流方向，让磁力线穿过手心，大拇指的方向就是安培力的方向。
1安培力怎幺分析磁场对电流的作用力通常称为安培力，为纪念法国物理学家安培研究磁场对电流的作用力的杰出的贡献。
通电导线在磁场中受到的作用力。
电流为I、长为L的直导线。
在匀强磁场B中受到的安培力大小为：
F=ILBsinα，其中α为(I,B)，是电流方向与磁场方向间的夹角。
安培力的方向由左手定则判定。
对于任意形状的电流受非匀强磁场的作用力，可把电流分解为许多段电流元IΔL，每段电流元处的磁场B可看成匀强磁场，受的安培力为ΔF=IΔL·Bsinα，把这许多安培力矢量相加就是整个电流受的力。
应该注意，当电流方向与磁场方向相同或相反时，即α=0或π时，电流不受磁场力作用。
当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大为
F=BIL。
B是磁感应强度，I是电流强度，L是导线垂直于磁感线的长度。
安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。
磁场对。
安培力
3 3
O
B
O/ θ/
θ/
C、当偏角θ=60°时，金属棒受到的合力为零 D、金属棒在摆动过程中动能的最大值为2.78×102J
第6题图
B．线圈向右运动 D．从上往下看逆时针转动
1：请用电流元法解释该题。 小磁针 2：环形电流可以等效为 为 条形磁铁 。
通电螺线管可以等效
智能训练 3．条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它 垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流 是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是（ ） A.磁铁对桌面的压力不变 B.磁铁对桌面的压力增大 C.磁铁受向左的摩擦力 D.磁铁受向右的摩擦力
B和I
BILsinθ
BIL
.
（L-有效长度）
(2)安培力的方向特点： F⊥B， F⊥I， 即 F 垂直于
决
考点一：安培力大小计算的应用
9．如图所示，在光滑水平面上有一个半径为R的金属环， 置于大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，求当通以顺 时针方向（俯视）电流I时，环中张力。（不计电流产生的 磁场） × × × ×
同学们请思考：
1：求环中张力时能将环视为整体研究吗？
2：将环分为一半时，这半环受到的安培力的有效长度为什么？ 3：安培力与环中张力什么关系？
考点二：安培力作用下导体运动情况的判断
例1、如图所示，把一通电直导线放在蹄形磁铁的正上方，导线可以自由移动 ，当导线通过电流I时，导线的运动情况是（从上向下看）：（ C ） A.顺时针方向转动，同时下降 I A B B.顺时针方向转动，同时上升 N S C.逆时针方向转动，同时下降 D.逆时针方向转动，同时上升
思考：磁场与纸平面平行，导体静止，所加磁场磁 感应强度B的范围？
高中物理选修3-1课件：3.4-(一)安培力方向和大小+课件
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
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”行
从万
古里
至路
今。
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学今
习人
和说
旅：
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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°
专题复习之--安培力
安培力、安培力的方向 Ⅰ(考纲要求)匀强磁场中的安培力 Ⅱ(考纲要求)1.安培力的大小(1)磁场和电流垂直时：F ＝BIL .(2)磁场和电流平行时：F ＝0.2.安培力的方向(1)用左手定则判定：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方向.(2)安培力的方向特点：F ⊥B ，F ⊥I ，即F 垂直于B 和I 决定的平面.1.安培力公式写为F ＝ILB ，适用条件为磁场与电流方向垂直.2.式中L 是有效长度．弯曲导线的有效长度L ，等于两端点所连直线的长度(如图所示)；相应的电流方向，沿L 由始端流向末端，因为任意形状的闭合线圈，其有效长度L ＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零.1.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 ，方向如图中箭头所示．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(2＋1)ILBB.方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC.方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD.方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB2.如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成平面梯形框架，ab 、cd 边均与ad 边成60°角，ab ＝bc ＝cd ＝L ，长度为L 的电阻丝电阻为r ，框架与一电动势为E ，内阻为r 的电源相连接，垂直于框架平面有磁感应强度为B 的匀强磁场，则框架受到的安培力的合力大小为( ).A.0B.5BEL 11rC.10BEL 11rD.BEL r安培力方向的判断：3.如图所示，把一通电导线放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由移动．当导线通过电流I 时，如果只考虑安培力的作用，则从上往下看，导线的运动情况是( ).A.顺时针方向转动，同时下降B.顺时针方向转动，同时上升C.逆时针方向转动，同时下降D.逆时针方向转动，同时上升4.如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向里的电流，用F 表示磁铁对桌面的压力，用f 表示桌面对磁铁的摩擦力，导线中通电后与通电前相比较( ).A.F 减小，f ＝0 B ．F 减小，f ≠0C.F 增大，f ＝0 D ．F 增大，f ≠05.一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒，图8111中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是().A.磁铁对桌面的压力减小B.磁铁对桌面的压力增大C.磁铁受到向右的摩擦力D.磁铁受到向左的摩擦力6.如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F N1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为F N2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是().A.F N1<F N2，弹簧的伸长量减小B.F N1＝F N2，弹簧的伸长量减小C.F N1>F N2，弹簧的伸长量增大D.F N1>F N2，弹簧的伸长量减小7．一根容易形变的弹性导线，两端固定．导线中通有电流，方向如图中箭头所示．当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是()．8．在如图所示电路中，电池均相同，当开关S分别置于a、b两处时，导线MM′与NN′之间、f b，判断这两段导线()．的安培力的大小为fA．相互吸引，f a>f b B．相互排斥，f a>f bC．相互吸引，f a<f b D．相互排斥，f a<f b9.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()．A．0 B．0.5BIl C．BIl D．2BIl10．电磁轨道炮工作原理如图所示．待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触．电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回．轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比．通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出．现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的办法是()．A．只将轨道长度L变为原来的2倍B．只将电流I增加至原来的2倍C．只将弹体质量减至原来的一半D．将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其他量不变基础练习：1、关于通电直导线所受的安培力F、磁感应强度B和电流I三者方向之间的关系，下列说法中正确的是（）A、F、B、I的三者必定均相互垂直B、F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于IC、B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于ID、I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B2、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绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是（）A、水平向左B、水平向右C、竖直向下D、竖直向上3、如图所示，一根通有电流I的直铜棒MN，用导线挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，此时两根悬线处于紧张状态，下列哪些措施可使悬线中张力为零（）A、适当增大电流B、使电流反向并适当减小C、保持电流 I不变，适当增大BD、使电流I反向，适当减小4、如图所示，通有电流的导体A可以自由运动，判断导线A受安培力的情况及在安培力作用下导线将如何运动。
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安培力的大小及方向
一、单项选择题
1、如图所示的四个图中，分别标明了通电导线在磁场中的电流方向、磁场方向以及通电导线所受磁场力的方向，其中正确的是( ).
2、如图所示，通电导线MN 在纸面内从a 位置绕其一端M 转至b 位置时，通电导线所受安培力的大小变化情况是(
). A.变小
B.不变
C.变大
D.不能确定
3、如图,两根平行放置的长直导线a 和b 通有大小分别为I 和2I 、方
向相同的电流,a 受到的磁场力大小为F,当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后,a 受到
的磁场力为零,则此时b 受到的磁场力大小为（ ）
A.F
B.2F
C.3F
D.4F 4、如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，有两根竖直放置的平
行导轨AB 、CD ，导轨上放有质量为m 的金属棒MN ，棒与导轨间的动摩擦因数为μ，现从t ＝0时刻起，给棒通以图示方向的电流，且电流大小与时间成正比，即I ＝kt ，其中k 1为正恒量．若金属棒与导轨始终垂直，则如图7所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中，正确的是( ) 二、双项选择题
5、长度为0.20m 通有2.0A 电流的直导线，在磁感应强度为0.15T 的匀强磁场中所受的安培力大小可能为（ ）
A ．0N
B ．1.0N
C ．0.10N
D ．0.010N
6、如图所示，直导线处于足够大的匀强磁场中，与磁感线成θ=30°角，导线中通过的 电流为I ，为了增大导线所受的磁场力，可采取下列四种办法，其中不正确的是（ ）
A ．减小电流I
B ．增加直导线的长度
C ．使导线在纸面内顺时针转30°
D ．使导线在纸面内逆时针转60°
7、如图，质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于OO ´，并处于匀强磁场中。
当导线中通以沿x 正方向的电流I ，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。
则磁感应强度方向和大小可能为
A ．z 正向，tan mg
IL θ B ．y 正向，mg
IL
C ．z 负向，tan mg
IL
θ D ．沿悬线向上，sin mg
IL
θ 8、在磁感应强度为B 0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里．如图所示，a 、b 、c 、d 是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中 ( )
A ．c 、d 两点的磁感应强度大小相等
B ．a 、b 两点的磁感应强度大小相等
C ．c 点的磁感应强度的值最小
D ．a 点的磁感应强度的值最大
9、如图所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨
与两相同
的定值电阻R 1和R 2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。
有一导体棒ab 质量为m ，棒的电阻R=0.5R 1，棒与导轨之间的动摩擦因数为μ。
导体棒ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为
v 时，定值电阻R 2消耗的电功率为P ，此时下列正确的是 （ ）
A ．此装置因摩擦而产生的热功率为μmgvcos θ
B ．此装置消耗的机械功率为 μmg vcos θ
C ．导体棒受到的安培力的大小为v P
4
D ．导体棒受到的安培力的大小为
v
P 8 三、计算题
10．如图6所示，ab ，cd 为两根相距2m 的平行金
属导
轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，当质量为3.6kg 的金属棒通以5A 的电流时，棒沿导轨作匀速运动；当棒中电流增加到8A 时，棒能获得2m/s 2的加速度，求匀强磁场的磁感强度的大小；
11．如图所示，倾角为
的光滑斜面上， 有一长为L ，质量为m 的通电导线，导线中的电流强度为I ，电流方向垂直纸面向外．在图中加一匀强磁场，可使导线平衡，试求：最小的磁感应强度B 是多少？方向如何？ 12.如图所示，导体杆ab 质量为m ，电阻为R ，放在与水平面夹角为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：
（1）导体光滑时电源电压E 为多大能使导体杆静止
在导轨上？
（2）若导体杆与导轨间的动摩擦因数为μ，且不通电时导体杆不能静止在导轨上，要使杆静止在导轨上，电源电压E 应为多大？
参考答案
10．解释： f =BI 1L
BI 2L -f =ma
代入数值解得B =1.2T
11．解析：导体棒受重力、支持力和安培力作用而平衡，由力学知识可知，当第三个力（安培力）F 与 垂直时，F 有最小值，如图，即安培力方向平行于斜面向上，
又因为当导体棒与磁感应强度垂
直时，安培
力最大，故本题所求最小磁感应强度
，方向为垂直斜面向下．
12. 答案：（1）杆受力如图15－17所示，由平衡条件有：
图15－17
F －N sin θ=0,N cos θ－mg =0,而F =BId =B
R
E
d 联立得：E =
Bd
Rmg θ
tan . （2）有两种可能：一种是E 较大，使F 安较大，导体杆有上滑趋势，摩擦力沿斜面向下.由平衡条件有：
F 1cos θ－mg sin θ－μ（mg cos θ+F 1sin θ）=0 F 1=
B
R
E 1d ,得：E 1=
)
sin (cos )
cos (sin θμθθμθ-+Bd Rmg
另一种可能是E 较小，使F 安较小，导体杆有下滑趋势，摩擦力沿斜面向上.由平衡条件有：F 2cos θ－mg sin θ+μ（mg cos θ+F 2sin θ）=0
F 2=B
R
E 2d ,得：E 2=
)
sin (cos )
cos (sin θμθθμθ+-Bd Rmg
综上所述，E 应满足：E 1≤E ≤E 2.。