磁场对通电导线的作用---安培力
磁场对通电电流的作用——安培力
即F安∝L 安
！ 思考
如何运用所学表达式来表达安 培力与这两个物理量的关系呢？ 培力与这两个物理量的关系呢？
等式表示
F安∝I F安∝IL F安∝L 猜想：其中常数K和什么有关呢？ 猜想：其中常数K和什么有关呢？
？
F安=KIL
长度、 电流大小恒定 ， 三 、 长度 、 电流大小恒定， 研 究磁场对安培力的影响 实验现象： 安培力的大小与磁场 实验现象： 有关，磁场强安培力大，反之小。 有关，磁场强安培力大，反之小。
课 题：磁场对通电电流 的作用——安培力靠近没有通电的线圈， 当我的左和右手靠近没有通电的线圈， 请大家观察线圈有无移动? 请大家观察线圈有无移动
现象： 现象：线圈没有发生移动
情景二
• 当我的左和右手靠近通电的线圈，请 当我的左和右手靠近通电的线圈， 大家观察线圈有无移动? 大家观察线圈有无移动
实验结论： 实验结论：
当通电导线与磁场垂直时，磁场 对电流的作用力与导线长度和电流成 正比，即F∞IL即F=BIL（其中B为与 磁场有关的常数）
探究二： 探究二：安培力方向
只改变电流方向 受力方向 只交换磁极位置 受力方向 同时改变电流 和磁场方向 改变 不变 受力方向 改变
想一想： 想一想：
控制变量法
一 、 磁场及在磁场中的长度 恒定， 研究电流大小对安培力 恒定 ， 的影响
实验准备： 实验准备：
1、用什么来测量力？ 、用什么来测量力？ 2、接通电路之前先记的弹簧秤的示数F0 、接通电路之前先记的弹簧秤的示数 3、接通电路时记的弹簧秤的示数F1，想 、接通电路时记的弹簧秤的示数 一想F 表示什么？ 一想 1- F0表示什么？
课堂检测
下图中表示通电直导线在磁场中的受力情况 请标出电流方向或磁场力方向。 ，请标出电流方向或磁场力方向。 B B F F
2024-2025学年高中物理第三章磁场2磁场对通电导线的作用——安培力教案教科版选修3-1
七、教学反思与改进
回顾本节课的教学，我认为在以下几个方面取得了较好的效果：
1. 通过实验演示，学生能够直观地观察到安培力的现象，增强了他们的感性认识。实验操作环节，学生积极参与，动手能力强，对安培力的理解更加深入。
2. 教学活动设计
为了促进学生的参与和互动，我设计了以下教学活动：
（1）实验演示：通过实验，让学生直观地观察安培力的现象，引发学生的兴趣和好奇心。在实验过程中，学生将亲自动手操作，观察不同电流、磁场条件下导线受到的安培力。
（2）角色扮演：学生分组扮演“磁场”、“电流”和“安培力”三个角色，通过角色扮演，让学生更好地理解三者之间的关系。
（2）视频：播放实验操作视频，帮助学生更好地理解实验过程和观察安培力的现象。
（3）在线工具：利用在线工具，如物理模拟软件，让学生模拟和观察安培力的产生和作用效果。
（4）实物模型：准备磁场、电流和安培力的实物模型，让学生更直观地理解三者之间的关系。
五、教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
二、核心素养目标
本节课的核心素养目标主要包括物理观念、科学思维、实验探究和科学态度四个方面。首先，通过学习磁场对通电导线的作用，学生将建立正确的物理观念，理解安培力的产生原因和作用效果。其次，学生需要运用科学思维，分析安培力的方向和大小，以及与电流、磁场之间的关系。在此基础上，学生将进行实验探究，观察安培力的现象，验证理论知识，培养实验操作能力和问题解决能力。最后，通过学习本节课内容，学生将培养积极的科学态度，激发对物理学科的兴趣和好奇心，增强对科学知识的认同感和责任感。
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》教案6
《磁场对通电导线的作用力》教案6教案6：《磁场对通电导线的作用力》教学内容：本节课的教学内容来自于高中物理教材第四章第三节“磁场对通电导线的作用力”。
本节主要讲述磁场对通电导线的作用力，包括安培力的产生条件、大小计算以及方向判断。
具体内容包括：1. 安培力的产生条件：通电导线与磁场方向不平行时，导线会受到磁场的作用力。
2. 安培力的大小计算：安培力的大小与电流强度、磁场强度、导线长度以及导线与磁场方向的夹角有关，公式为 F = BILsinθ。
3. 安培力的方向判断：安培力的方向由右手定则判断，即右手的四指握住导线，大拇指指向电流方向，其他四指所指的方向为磁场方向，安培力的方向为大拇指所指的方向。
教学目标：1. 学生能理解磁场对通电导线的作用力，知道安培力的产生条件、大小计算和方向判断。
2. 学生能运用安培力公式解决实际问题，提高学生的应用能力。
3. 学生通过实验观察安培力的现象，培养学生的观察能力和实验操作能力。
教学难点与重点：1. 安培力的产生条件。
2. 安培力的大小计算和方向判断。
教具与学具准备：1. 教具：黑板、粉笔、实验器材（通电导线、磁铁、电流表、电压表、滑动变阻器等）。
2. 学具：笔记本、笔、实验报告表格等。
教学过程：一、导入：通过一个简单的实验，让学生观察磁铁对通电导线的作用力，引发学生对磁场对通电导线作用力的兴趣。
二、新课讲解：1. 讲解安培力的产生条件，通过示例和图示让学生清晰理解。
2. 讲解安培力的大小计算公式，并通过例题演示如何运用公式解决实际问题。
3. 讲解安培力的方向判断，通过右手定则让学生快速准确判断安培力的方向。
三、随堂练习：给出一些实际问题，让学生运用安培力公式进行计算，巩固所学知识。
四、实验操作：让学生分组进行实验，观察安培力的现象，培养学生的观察能力和实验操作能力。
板书设计：1. 安培力的产生条件：通电导线与磁场方向不平行。
2. 安培力的大小计算：F = BILsinθ。
磁场对通电导线的作用力
2A，方向从M到N
B
M
N
I
2 、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正
中央旳上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直，
A 给导线通以由N向M旳电流，则(
)
A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面旳摩擦力作用
B. 磁铁对桌面旳压力减小，受桌面旳摩擦力作用
C. 磁铁对桌面旳压力增大，受桌面旳摩擦力作用
D. 磁铁对桌面旳压力增大，不受桌面摩擦力作用
.
铁芯、线圈和指针是一种整体能够转动。
［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旳.
所谓均匀辐向分布，就是说全部磁感线旳延长 线都经过铁芯旳中心，不论线圈处于什么位置， 线圈平面与磁感线之间旳夹角都是零度.
［问题］该磁场是否匀强磁场？ 该磁场并非匀强磁场
［问题］该磁场旳特点？
4、磁场对通电导线旳作用力
——安培力
试验演示：
问题一：观察演
示试验发觉,通电导 线旳受力方向与磁 场方向、电流旳方 向三者不但不在一 条直线上,而且不在 一种平面内,怎样拟 定它旳方向呢？
一、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ培力旳方向
S
N
I
B
F I
B
I F
F
B
B I
θ
F
安培力F、磁感应强度B、电流I三者旳方向关系:
F⊥B F垂直于电流与磁场合在旳平面. F⊥I 而B与I不一定垂直．
条件：①B⊥I
②B为匀强磁场 2.当电流与磁场方向平行时：
F=0
I
B
３.当电流与磁场方向夹θ角时：
B1
B2
F = ILBsinθ （B为匀强磁场） （θ为磁场和导线夹角）
“探究磁场对通电导线的作用——安培力”再设计
成才之路一、前言师：同学们，在学习今天的内容之前，请大家先看屏幕上的图片（PPT），这就是今天要学习的内容，磁场对通电导线的作用力———安培力。
法国物理学家安培在1820年发现并研究了这种力，今天我们一起追寻科学家的足迹来研究安培力。
二、新课师：研究一个力，先要研究它的方向和大小。
首先我们来研究安培力的方向，实验是研究物理问题最直接有效方法，请同学们看研究安培力方向的自制实验装置。
师：这是磁体N极，这是S极。
磁场方向竖直向下，内侧导轨接电源正极，外侧接负极，导体棒的电流由内向外，我们观察到安培力的方向向右（PPT）。
保持电流方向不变，改变磁场向上，安培力向左（PPT）。
保持磁场方向不变，调换正负极改变电流方向，安培力的方向又如何？———安培力向右（PPT）。
通过这三次实验我们发现：电流方向、磁场方向、安培力方向分处于三维空间。
当年安培创造性地用左手四指方向表示电流方向、穿过左掌面法线方向表示磁场方向，发现大拇指正好指向安培力方向。
由此，他总结出了左手定则（PPT比画动作读一遍）。
（意图：在实验中发现，在情境中归纳。
）师：以上探究了安培力的方向，下面再来探究安培力的大小。
安培力的大小可能和哪些因素有关？根据前面的电动机模型，引导学生猜想安培力的大小可能的影响因素：a.电流的大小（I），b.通电导体的长度（L），c.磁场的强弱有关（B）。
师：这三个因素和安培力的大小有什么关系呢？同学们可以用实验的方法来探究。
三、借助实验，定性定量研究影响安培力大小的因素学生分组实验，定性探究影响安培力大小的因素。
之后，教师可告诉学生：大家探究安培力的大小与三者的关系，但只是定性的关系，这样的结论不够满意，还要进一步探究安培力的大小与三者之间的定量关系。
为此，我们可对仪器进行升级改造，请看屏幕上PPT对比图，我们用励磁线圈代替磁极，用中间抽头的矩形线框代替金属导体，原理图是这样的（PPT原理图）。
然后教师进行演示实验，定量研究影响安培力大小的因素。
磁场对通电导线的作用--安培力
《磁场对通电导线的作用—安培力》导学案教学目标：1、知道什么是安培力，掌握分析安培力的方法。
会用F=BIL进行安培力的计算。
2、理解磁感应强度B的定义式、物理意义，知道磁感应强度的单位是特斯拉。
3、会用左手定则判断安培力方向。
教学重点、难点：磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系。
要点导学：磁场对通电导线的作用1．安培力（1）什么是安培力？（2）猜想：安培力的大小与哪些因素有关？（3）如何用实验来验证你的猜想？（4）导线方向与磁场垂直时，导线受到的安培力大小如何表示？2．磁感应强度(B)(1)磁感应强度的物理含义是什么？(2)磁感应强度是矢量，其大小和方向如何表示？3．安培力的方向（1）我们如何来判断安培力的方向？（2）左手定则的内容是什么？3.电动机（1）电动机广泛的被应用，通过预习你能说说电动机有几个部分组成？（2）电动机的具体原理是什么？例题1：将长0.5m，通过4A电流的通电导线放在匀强磁场中,当导线和磁场方向垂直时,通电导线所受磁场力为0.3N,则匀强磁场的磁疗感应强度B大小为______T,若将通电导线中的电流减为2A,则这时匀强磁场的B为______T,导线受安培力为______N。
例题2：如图所示,一条放在磁场中的通电导线,导线与磁场方向垂直，图中已经分别标明电流、磁场和安培力这三个物理量中两个量的方向,试在图中标出第三个量的方向。
例题3：关于磁场对通电直导线作用力的大小，下列说法中正确的是（）A．通电直导线跟磁场方向平行时作用力最小，但不为零B．通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大C．作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角大小无关D．通电直导线跟磁场方向不垂直时肯定无作用力例题4：以下说法正确的是（）A．通电导线在磁场中可能会受到力的作用B．磁铁对通电导线不会有力的作用C．两根通电导线之间不可能有力的作用D．两根通电导线之间只可能有引力的作用，不可能有斥力的作用巩固练习：1.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间的关系，正确的说法是( ) A ．磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间总是互相垂直的。
磁场对通电导线的作用—安培力
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：
《磁场对通电导线的作用力》高一物理教案
《磁场对通电导线的作用力》高一物理教案一、教学目标1.理解磁场对通电导线的作用力（安培力）的概念。
2.掌握安培力的大小和方向判断方法。
3.能够运用安培力公式解决实际问题。
二、教学重难点1.重点：安培力的概念、大小和方向。
2.难点：安培力公式的应用。
三、教学过程1.导入新课（1）回顾上节课的内容，引导学生思考：磁场对磁铁有力的作用，那么磁场对通电导线是否也有力的作用呢？（2）展示实验现象：将一根通电导线放置在磁场中，观察导线受到的力的作用。
2.探究安培力的概念（1）引导学生观察实验现象，提问：通电导线在磁场中受到的力叫什么？（2）讲解安培力的定义：通电导线在磁场中受到的力叫做安培力。
3.学习安培力的大小和方向（1）引导学生观察实验现象，提问：安培力的大小和哪些因素有关？（2）讲解安培力的大小公式：F=BILsinθ，其中B为磁感应强度，I为电流强度，L为导线长度，θ为导线与磁场方向的夹角。
（3）讲解安培力的方向：使用左手定则判断。
4.安培力公式的应用（1）引导学生思考：如何运用安培力公式解决实际问题？（2）讲解例题：一个长直导线放置在匀强磁场中，电流强度为I，导线长度为L，磁感应强度为B，求导线受到的安培力大小和方向。
（3）让学生独立完成练习题，巩固知识。
5.课堂小结（2）强调安培力公式在实际问题中的应用。
6.作业布置（1）课后练习：课本Pxx页习题1、2、3。
（2）预习下一节课内容：磁场对运动电荷的作用力。
四、教学反思本节课通过实验现象引导学生学习安培力的概念、大小和方向，以及安培力公式的应用。
在教学过程中，注重启发式教学，让学生积极参与，提高课堂效果。
课后应及时了解学生的学习情况，针对不同学生进行个别辅导，帮助他们掌握安培力的知识。
1.安培力的概念（1）实验现象：将一根通电导线放置在磁场中，观察导线受到的力的作用。
（2）安培力的定义：通电导线在磁场中受到的力叫做安培力。
2.安培力的大小和方向（1）安培力的大小公式：F=BILsinθ（2）安培力的方向：使用左手定则判断。
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。
磁场对通电导体的作用——安培力
（2）与通电导体棒在磁场中的 长度L有关．
保持导体棒在磁ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ中所处的位 置及方向不变，电流大小也不变， 改变通电电流部分的长度．学生观 察实验现象．导体棒摆动的角度大 小随通电导体棒长度而改变，棒长 、摆角大；棒短，摆角小． 实验结论：垂直于磁场方向的 通电导体棒，受到的磁场的作用力 的大小与导体棒在磁场中的长度有 关，棒长、作用力大；棒短，作用 力小．
（3）与导体在磁场中的放置方向有关．
保持电流的大小及通电导线的长度不变，改变导线 与磁场方向的夹角，当夹角为0°时，导线不动，即电 流与磁场方向平行时不受安培力作用；当夹角增大到 90°的过程中，导线摆角不断增大，即电流与磁场方向 垂直时，所受安培力最大；不平行也不垂直时，安培力 I与B的夹角 大小介于 0和最大值之间。
应该注意的是：若电流方向和 磁场方向垂直，则磁场力的方向、 电流方向、磁场方向三者互相垂直； 若电流方向和磁场方向不垂直，则 磁场力的方向仍垂直于电流方向， 也同时垂直于磁场方向．
使导体棒平动
导体棒在竖直方向上运动
F
I
G
G
可调节B mg=BIL 改良措施：可在导体棒两侧加两片 薄纸板或透明塑料，不影响磁场， 让导体棒在一个很小的水平范围内 动，竖直方向仍可自由运动。
可调节I
导体棒摆动
.
F G
T
不会马上达到稳定，会在平衡位置往复运动，幅度 越来越小，最后达到平衡。
F
I
使导体棒转动
B
有磁场 通电导体 研究安培定则
有磁场 不通电 切割磁感线 研究法拉第电磁感应定律
通电导体棒在磁场中的运动 实验
马玉清 100113219
磁场对电流的作用力通 常称为安培力。这是为 了纪念法国物理学家安 培（1775-1836），他 研究磁场对电流的作用 力有杰出的贡献。
磁场对通电导线的作用
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.
1-1 磁场对通电导线的作用-安培力 课件 -高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
(其他电阻不计)
B
N
θ
N
θ G
B
F安
【答案】R=0.2Ω
练习5、图中匀强磁场磁感应强度为B，有一段长L，通有电流为I的直导 线ab，电流方向从a到b，则导线所受磁场力大小和方向如何？并将立体 图改画为平面图
B b
α
B
a
b
a
α
α
平面上
斜面上
B α
F
B F
α
练习6、如图所示，在倾角为300的斜面上，放置两条光滑平行导轨，其
电后CD的运动情况
C
F
× × × ·· · × × × ·· ·
× × × ·· ·
× × × ·· · × × × ·· ·
A
B
F
D 两相交直导线间的相互作用：有转到同向的趋势。
安培定则、左手定则的比较：
用途
安培定则(右手螺旋定则) 判断电流的磁场方向
左手定则 判断电流在磁场中的受力方向
适用对象
练习2.如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极 的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流I时，导线的
运动情况是（从上往下看）（ 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
解析：现将导线AB从N、S极的中间O分成两段，AO、OB段所处的磁 场方向如图所示，由左手定则可得AO段受安培力方向垂直于纸面向 外，OB段受安培力的方向垂直纸面向里，课件从上向下看，导线AB 将绕O点逆时针转动。再根据导线转过900时，如图所示，导线AB此 时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动。故应选C。
示。则当两者通以图示方向的电流时，直导线AB的运动情况是（ A ）
高中物理3.2 磁场对通电导线的作用——安培力优秀课件
问题3 安 培 力 的 方 向 如 何 判 断 ？
安培力的方向
左手定则
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 线从掌心穿入，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。
四指——指向电流的方向 大拇指——所受安培力的方向
二.安培力的大小
1、大小：精确实验表明当导线方向
与磁场方向垂直时，通电导线在磁
场中受到的安培力的大小，既与导 线的长度成正比，又与导线中的电 流I成正比，即与I和L的乘积成正比。
2、公式：F=BIL
公式适用条件：
I（或L）⊥B，且为匀强磁场， 此时电流所受的安培力最大
3、实验表明，当导线方向与磁场方 向一致时(即I∥B)，电流所受的安培 力最小，等于零；
实验探究
实验结论(在误差允许范围内)
• 当通电导线与磁场垂直时,导线 受力的大小跟电流大小成 _正__比_.(正比或反比)
• 当通电导线与磁场垂直时,磁场 越强导线受力越__大__.(大或小)
问题2
一.安培力的定义
1、定义：磁场对电 流的作用力称为安 培力.
是为了纪念安培 而命名的；以下就 是安培进行安培力 实验的实验装置。
即F=ILB1
I
F=ILBsinθ
安培力的大小
公式： F=NBILsinθ
θ表示磁场方向与电流方向间的夹角,N为线圈 匝数或导体棒的根数。
注：在中学阶段，此公式仅适用于匀强磁场
问题1:若B与I不垂直时，F安与B和I方向关系可以
概括为哪句话？这时左手定则对磁感应线有何要求？ 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。
《磁场对通电导线的作用——安培力》教学设计
《磁场对通电导线的作用——安培力》教学设计一、教学目标：1.了解磁场对通电导线的作用，了解安培力的概念和计算公式；2.能够应用安培力的公式计算导线所受的力；3.能够分析磁场对通电导线的作用对电流的影响。
二、教学内容：1.磁场对通电导线的作用；2.安培力的定义和计算公式；3.安培力的方向；4.安培环路定理。
三、教学重点和难点：1.安培力的定义和计算公式；2.安培环路定理的理解和应用。
四、教学过程：1.导入：通过实验观察磁场对通电导线的作用，引出安培力的概念；2.理论讲解：介绍安培力的定义和计算公式，讲解安培力的方向和大小的计算方法；3.实验演示：进行实验演示磁场对通电导线的作用，并利用安培力的公式计算导线所受的力；4.练习：让学生进行练习，计算不同情况下导线所受的安培力；5.拓展：讲解安培环路定理，引出磁场对电路的影响；6.总结：总结本节课的知识点，强调安培力在电路中的重要性。
五、教学手段和资料：1.实验装置：通电导线、磁铁；2.计算机、投影仪等多媒体设备；3.教学PPT、实验记录表等教学资料。
六、教学评价：1.能够准确描述磁场对通电导线的作用，并知道安培力的概念；2.能够应用安培力的公式计算导线所受的力；3.能够分析磁场对电路的影响，理解安培环路定理。
七、教学反思：通过本次教学活动，学生对磁场对通电导线的作用有了更深入的理解，掌握了安培力的概念和计算方法。
在教学过程中，我发现学生在理解安培环路定理方面存在一定的困难，需要在以后的教学中加强相关知识的讲解和练习。
同时，结合实际生活中的例子进行教学，可以更好地激发学生的学习兴趣，帮助他们更好地理解和应用所学知识。
希望通过不断的改进和完善教学内容和方法，提高学生的学习效果和兴趣。
磁场对通电导线的作用 课件
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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第2节磁场对通电导线的作用---安培力一、教学目标1、知识与技能知道什么是安培力；知道安培力与哪些因素有关；掌握安培力的计算公式，会计算匀强磁场中安培力的大小；会用左手定则判断安培力的方向。
2、过程与方法用控制变量法探究安培力与哪些因素有关的过程，以及如何确定安培力方向的探究过程。
认识科学探究的意义。
3、情感态度与价值观培养学生的观察能力、分析综合能力；认识安培力的应用给我们的生活带来的影响；通过分组探究安培力的大小与哪些因素有关，培养团结协作的团队精神。
二、教学重难点1、重点：使学生掌握电流在匀强磁场中所受安培力大小的决定因素、计算公式以及安培力方向的判定；使学生熟练的利用三维视图来分析磁场、电流以及安培力之间的关系。
2、难点：掌握匀强磁场中安培力的计算方法，并能熟练地运用左手定则判断通电导线受到的安培力的方向。
三、教学方法实验探究；师生讨论；生生讨论；讲授法。
四、教学用具马蹄形磁铁；铜棒；导线；干电池；铁架台；开关；PPT课件；FLASH动画等。
五、教学过程步骤教师行为学生行为设计意图课堂准备1、准备课件2、教学仪器：干电池2节、滑动变阻器、开关、导线若干、蹄形磁铁、铝箔、铁架台、导体棒提前预习为了让学生更好地掌握新课知识。
达到深刻理解磁场对通电导线的作用力新课引入师：[设疑]前面学习了电场和磁场，电和磁之间是否存在着某种内在联系？[flash演示]奥斯特实验[提问]小磁针的偏转说明了什么？观看并思考问题激发学生学习本堂课知识的热情。
新课引入 [分析与讨论]小磁针在磁场中受磁场力的作用才会发生偏转，实验结果说明，不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场。
通电导线通过周围产生的磁场对磁体有力的作用（电流→磁场→磁体）。
那根据牛顿第三定律可知，磁体通过周围的磁场对通电导线也应该有力的作用（磁体→磁场→电流？）。
下面我们就用一个迷你小实验来探究一下磁场对通电导线是否也有力的作用呢？[板书]学生回答：不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场。
引导学生进入新课学习新课教学一、探究磁场对电流的作用1、安培力新课教学当通电导线附近有磁体时，通电导线会受到力的作用。
物理学上把磁场对电流的作用力称为安培力。
2、方向的判断——左手定则[提出问题]从前面的实验中发现，当通电导线的电流方向改变或磁体的磁极位置交换时，通电导线的受力方向也会发生改变。
说明安培力的方向与电流方向和磁场方向有关。
怎样具体确定安培力的方向？物理学家安培通过长期的实验总结出通电直导线所受安培力方向的判定方法——左手定则[Flash演示]并示范讲授左手定则的内容：伸开左手，让拇指与其余四个手指垂直，并与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么，拇指所指方向即为通电导线在磁场中的受力方向。
强调：左手定则是用来判断F方向与电流和磁场方向之间的关系。
观察flash并模仿学习左手定则通过Flasn演示让学生更加容易更加深刻的认识和掌握左手定则，并得到很好的应用新课教学应用：用左手定则解释迷你实验室进一步巩固安培力方向判断的方法[过渡]安培力是个矢量，之前我们已经研究了它的方向，那么它的大小到底会与哪些因素有哪些？3、大小的探究——控制变量法[提出问题]请同学们在上述实验的基础上提出猜想，安培力的大小可能与哪些因素有关？[猜想与假设]引导学生在上述实验的基础上提出猜想，安培力可能与通电导线的长度（通电导线在磁场中的长度）、电压（电流）以及磁场（磁感应强度）等因素有关。
（导线材料？横截面积？）[总结]基于有些因素前任已经排出了其可能性，今天我们就研究一下安培力与电流大小I、磁场中导线长度L及磁感应强度B的关系。
(引导学生进行讨论交流设计实验)[研究方法]从上面的分析可知，影响安培力的因素很多，如果将它们混在一起考虑，无法知道每个因素是怎样影响安培力的。
因此，实验中通常只让某个因素(变量)变化，不让其他因素变化(控制变量)，这样便知道这个因素是如何影响安培力的了。
这就是物理学中一种重要的思想方法——控制变量法。
（类似于探究牛顿第二定律a与F、m的关系2、应用左手定则判断迷你实验室的实验现象的原因根据实验事实进行猜想提出猜想的可能性并进行分析学生进行讨论交流设计探究实验，并懂得与之前学过的探究牛顿第二定律a与F和m的关系进行类比通过探究实验掌握探究实验的方法通过猜想假设，讨论交流提高学生思考问题的能力。
新课教学）[设计实验]（1）研究F与I的关系：控制B、L不变如何改变I？通过调整滑动变阻器的滑片位置改变电流的大小（一种短路，一种较大电阻）如何通过现象判断F与I的关系？观察通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角（安培力越大，摆动角度越大）[实验方案]①将导体棒用细铜丝悬挂起来，细铜丝与电源相连，导体棒置于蹄形磁铁中，并与磁感线垂直。
（蹄形磁铁中间的磁场可以近似认为是匀强磁场）②在磁感应强度和通电导线在磁场中的长度不变的情况下，合上开关，移动滑片位置改变电流的大小，探究电流的大小对安培力的影响。
观察其现象。
[由学生分析现象]当增大流过通电导线的电流时，通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角变大。
（由力的平衡条件可得，F越大，夹角越大）→（定性研究得出）I越大，F越大；I越小，F越小→（经物理学家的进一步定量研究得出）F与I成正比。
（2）研究F与L的关系：控制B、I不变（使滑动变阻器处于被短路状态）如何改变L？通过并列放置2块磁感应强度磁铁改变磁场中导体的长度。
如何放置2块磁铁？（注意：磁铁的并列放置，N与N同向；如果N与S同向，则2个磁场相互抵消）如何通过现象判断F与L的关系？观察通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角。
讨论交流设计的实验方案通过回答教师提问进一步帮助完善实验的设计方案通过调整滑动变阻器的滑片位置改变电流的大小观察通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角（安培力越大，摆动角度越大）根据实验方案进行实验并分析实验现象。
当增大流过通电导线的电流时，通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角变大。
通过回答教师提问进一步帮助完善实验的设计方案磁铁的并列放置，N与N同向通过师生问答进一步改善实验方案通过动手实验提高学生动手能力5个学生一起探究实验,培养学生的团队精神.新课教学 [实验方案]①将导体棒用细铜丝悬挂起来，细铜丝与电源相连，导体棒置于蹄形磁铁中，并与磁感线垂直。
②在磁感应强度与电流的大小情况下，改变通电导线在磁场中的长度，合上开关，探究通电导线在磁场中的长度对安培力的影响。
观察其现象。
[由学生分析现象]当增大通电导线在磁场中的长度时，通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角变大。
→（定性研究得出）L越长，F越大；L越短，F越小→（经定量研究得出）F与L成正比。
（3）研究F与B的关系：控制I、L不变（由于时间关系进行演示，使滑动变阻器处于被短路状态）如何改变B？通过换用1块宽度一样磁性更强的磁铁，改变磁场的磁感应强度。
（用两块小的蹄型磁铁的等效宽度和磁性强的磁铁宽度一样）如何通过现象判断F与B的关系？观察通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角[实验方案]①将导体棒用细铜丝悬挂起来，细铜丝与电源相连，导体棒置于蹄形磁铁中，并与磁感线垂直。
②在电流和通电导线在磁场中的长度不变的情况下不变的情况下，通过换用磁感应强度不同的磁铁，改变磁场的磁感应强度的大小，探究磁感应强度的大小对安培力的影响。
观察其现象。
[教师分析现象]当增大磁感应强度时，通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角变大。
→（定性研究得出）B越大，F越大；B越小，F越小→（进一步定量研究得出）F与B成正比。
观察通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角2、根据实验方案进行实验并分析实验现象。
当增大通电导线在磁场中的长度时，通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角变大。
通过回答教师提问进一步帮助完善实验的设计方案4、通过换用1块宽度一样磁性更强的磁铁，改变磁场的磁感应强度。
（用两块小的蹄型磁铁的等效宽度和磁性强的磁铁宽度一样）观察通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角培养学生独立解决问题的能力新课教学经进一步研究表明：在匀强磁场中，当通电直导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力最大，等于磁感应强度B、电流I和导线长度L的乘积，即F=BIL强调：①公式的适用条件——匀强磁场且B与I垂直。
②各物理量单位：F－N，B－T，I－A，L－m（强调L指磁场中通电导线的长度）③公式应用的推广：在非匀强磁场中，上述公式可近似用于很短的一段通电导线。
因为当导线很短时，可近似认为各点的磁感应强度相等。
书P111[课后思考]设疑：当电流方向与磁场方向有一个夹角θ时，安培力大小如何计算？讨论：将磁感应强度分解为两个分量：与电流方向平行的分量B1对电流没有作用力，因此电流所受的作用力F完全由与电流方向垂直的分量B2决定，即F= B2IL=BsinθIL上式包含了两种特例：当通电导线的方向和磁场方向平行(θ=0°或θ=180°)时，安培力等于零；当通电导线的方向和磁场方向垂直（θ=90°）时，安培力最大，F=ILB。
根据实验方案进行实验并分析实验现象。
当增大磁感应强度时，通电导线摆动后悬线与竖直方向的夹角变大。
学习安培力的计算公式、各物理量单位及其公式的适用条件和公式的推广学生课后进行思考通过最后实验现象总结得出知识点，让学生从感性认识转化为理性认识。
通过课后思考提高学生思考问题解决问题的能力。
课堂练习练1：在磁感应强度大小为5T的匀强磁场中，放置一根垂直于磁场方向长为2m的通电导线棒，已知流经导体的电流为5A，则导体棒受到的作用力多大？解：F＝BIL＝5×5×2＝50N学会基本公式的应用课堂练习练2：在同一水平面内的两导轨互相平行，相距2m，置于磁感应强度大小为1.2T，方向竖直向上的匀强磁场中，一质量为3.6kg的铜棒垂直放在导轨上，当棒中的电流为5A时，棒沿导轨做匀速直线运动，则当棒中的电流为8A时，棒的加速度大小为多大？解：当棒中电流为5A时，棒处于平衡状态∴f=F=BIL=1.2×5×2=12N当棒中电流为8A时，根据牛顿第二定律：F`-f=ma 即BI`L-f=ma，1.2×8×2-12=3.6a∴a=2m／s2通过练习巩固本节课知识要点课堂小结1.方法点拨：控制变量法——在探究实验设计中，影响安培力的因素很多，如果将它们混在一起考虑，无法知道每个因素是怎样影响安培力的。
因此，实验中通常只让某个因素(变量)变化，不让其他因素变化(控制变量)，这样便知道这个因素是如何影响安培力的了。
2.知识点点拨：F方向的判断——左手定则F大小的计算——F＝BIL师生一起作课堂小结总结归纳本节课内容，突出重点，解决难点提高学生的归纳总结能力作业课后作业119页3，5课后做作业通过作业进一步加强知识点的训练板书设计（摘要式板书）§3.2探究磁场对电流的作用一、探究安培力1定义：磁场对电流的作用力叫做安培力。