通电导线在磁场中受到的力知识点版本
(完整版)通电导线在磁场中受到的力分类知识点习题(经典)
磁场对通电导线的作用知识点一、安培力1、磁场对电流的作用力叫做安培力。
（1）大小计算：当L∥B时，F= 。
当L ⊥B时，F= 。
（此时安培力最大）①L是有效长度：弯曲导线的有效长度等于两端点所连直线的长度；相应的电流方向，沿L 由始端流向未端．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零．②公式的适用条件：一般只适用于匀强磁场．若B不是匀强磁场，则L应足够短以至可将L所在处的磁场视为匀强磁场．（2）安培力的方向: 方向判定：左手定则。
安培力的方向一定垂直于B和I，即总是垂直于B、I所决定的平面。
（注意：B和I间可以有任意夹角）知识点二．右手螺旋定则（安培定则）与左手定则的区别右手螺旋定则（安培定则）左手定则作用判断电流的磁场方向判断电流在磁场中的受力方向内容具体情况直线电流环形电流或通电螺线管电流在磁场中原因大拇指指向电流的方向四根手指弯曲方向指向电流的环绕方向磁感线穿过手掌心四指指向电流方向结果四根手指弯曲方向表示磁感线的方向大拇指指向轴线上的磁感线方向大拇指指向电流受到的磁场力的方向考点一．安培力大小和方向基础考察1．关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是( ) A．F、B、I三者必须保持相互垂直B．F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直 D．I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直2．通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是( )A．线框有两条边所受的安培力方向相同 B．线框有两条边所受的安培力大小相等C．线框所受的安培力的合力方向向左 D．线框所受的安培力的合力方向向右3．在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，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4.关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是 ( )A.安培力的方向就是该处的磁场方向B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大5. 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 B．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6．在匀强磁场中，有一段5㎝的导线和磁场垂直，当导线通过的电流是1A时，受磁场的作用力是0.1N，那么磁感应强度B= T；现将导线长度增大为原来的3倍，通过电流减小为原来的一半，那么磁感应强度B= T，导线受到的安培力F= N。
通电导线在磁场中受到的力
南京师范大学 教师教育学院 物理师范 褚珈宁
安培力
通电导线在磁场中受到的力
一.安培力 1.定义：通电导线在磁场中受到的作用力。
F BIL
F 0
B F BIL BIL sin
I
B
I
F BIL BIL cos
2.大小：①.当磁场与导线相互垂直时，安 培力最大，F BIL
NBS I
k
习题： 1.书P94.1
2.如图所示，在同一水平面上的两根导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为 3.6 kg，有效长度为2 m的金属棒放在导轨上．当金属棒中的电流为5 A时，金属棒做匀速直线运动； 当金属棒中的电流增加到8 A时，金属棒的加速度为2 ，求磁场的磁感应强度的大小。
m/ s2
解：棒匀速运动，有： 棒匀加速运动时，有： 联立①、②解得
① BI1l mg
②Hale Waihona Puke =1.2T BI2l mg ma
B ma (I2 I1)l
3.质量为m的金属导体棒置于倾角为 的导轨上，棒与
导轨间的动摩擦因数为 ，当导体棒中通以垂直纸面向
里的电流时，恰能在导轨上静止。图中标出了四种可能
的匀强磁场方向，其中导体棒与导轨间的摩擦力不可能 为零的是（ ）
②.当磁场与导线相互平行时，安 培力最小，F 0
③.当磁场与导线之间有一个夹角 为θ时，安培力大小介于二者之间，F BILsin
3.方向（左手定则）：①.大拇指与四指垂直 五指与掌心在同一个平面内
磁感线垂直穿入掌心
四指方向为电流的方向 大拇指的方向为安培力的方向
思考：
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。
安培力知识点
安培力知识点
1、安培力是通电导线在磁场中受到的作用力。
2、注意：安培力F垂直于B磁场F垂直于I电流
3、注意：当通电导线与磁场方向平行时，通电导线不受安培力。
也就是电流与磁场平行时
这个电流垂直纸面向内磁场垂直纸面向外都垂直纸面所以不受安培力
4、安培力方向的判断----左手定则
1、伸出左手，使拇指与其余四指垂直，并且跟手掌都在同一平面内。
2、让磁感线垂直穿过手心，并且四指指向电流方向。
3、这时大拇指所指方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
4、两条平行导线通上电流：同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。
5、安培力的大小
F=BILsinθθ表示导线中电流方向与磁场方向之间的夹角。
新人教版高中物理3-1磁场3.4通电导线在磁场中受到的力(一)
电流方向相同时，将会吸引;
? 电流方向相反时，将会排斥。
分析：
电流方向相反
F
I F I
F
电流方向相同
F
I
I
问题：在匀强磁场B中，通电直导线与磁场方向垂直， 导线上的电流为I，导线所受安培力F应怎样求？
二、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=BIL （2）平行时：F＝0
3.4通电导线在磁场中受到的力（一）
安培力：通电导线在磁场中受到的力
一、安培力的方向
安培力方向
垂直于电流垂直
于磁场方向，即
垂直于电流和磁
场所在的平面。
判定以下通电导线所受安培力的方向
F I B
B
B I
I
F
B
B
B I
F
I
α
α
α
问题：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。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。
2、电流表的工作原理
1、蹄形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，它的平面都跟磁感应线平行，当 电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力， 这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹 簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其 大小
随线圈转动的角度增 大而增大，当这种阻 碍力矩和安培力产生 的使线圈转动的力矩 相平衡时，线圈停止 转动。
复习：
1、如何判断通电导线在磁场中受到安 培力的方向？ 2、安培力的大小如何计算？
3[1].4通电导线在磁场中受到的力
![3[1].4通电导线在磁场中受到的力](https://img.taocdn.com/s3/m/366b252faf45b307e8719714.png)
三、磁电式电流表
1、磁电式电流表的构造 2、磁电式电流表内部磁场的特点
3、磁电式电流表的工作原理
32
三、磁电式电流表
1、构造： 蹄形磁铁、线圈、螺旋弹簧、刻度盘、指针、 极靴（软铁制成）、圆柱形铁芯（软铁制成）。
.
33
三、磁电式电流表
2、磁场特点：磁场是均匀辐向分布 在以铁芯为中心的圆周上，各点的磁感 应强度大小是相等，方向不同。 属于非 匀强磁场 线圈平面与磁 感线总平行.
21
GGLX 巩固练习
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＝2T中， AC=40cm，a 30o ，求三角形框架各边所受的安培力。
c
Fbc 0N Fab Fac 0.69N
b I a B
22
• • 答案： BId
• 解析①在图甲中由于棒MN垂直于磁场，故 所受安培力为：F1＝BId/sinθ • ②在乙图中MON的等效长度为MN连线， 由题意可知等效长度为d. • 故所受安培力为：F2＝BId.
5
判定以下通电导线所受安培力的方向
B B
I
无
α
α
F I B F I
B
B F
I B F I F α
6
B
I
30 °
二、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 问题:如果既不平行也不垂直呢？
2
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：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、上下交互磁场的位置以改变磁场 的方向，观察受力方向是否变化
通电导线在磁场中受到的力
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
练习4、如图所示，在倾角为30o的斜面上，放置两条宽L
B FN
F
30° b E r
3.4 磁场对通电导线的作用力
知识回顾 1、磁感应强度的定义式： 2、安培定则的内容： 通电直导线
环形电流（通电螺线管）
h
2
磁场对通电导线(或电流)的作用力称为安培力 一、安培力的方向
影响导线受力方向的因素：
电流的方向和磁场的方向
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。
如果是一闭合回路受力又是多少?
例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 I1
与NM平行。关于MN的磁场对线
框的作用，下列叙述正确的是
a
d
I2
b
c
A、线框有两条边所受的安培力方向相同
B、线框有两条边所受的安培力大小相同
C、线框所受安培力的合力向左
D、线框将绕MN转动
例1、在倾斜角为θ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,在竖直向上的磁场中静止，求磁感应强 度B。
B
N
F
×
θ mg
练习1、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)
20170101-知识点二 通电导线在磁场中受到的力-安培力
知识点二 通电导线在磁场中受到的力——安培力(一) 知识梳理1.定义：通电导线在磁场中所受的力称为安培力2.大小（公式）F BILsin θ=1) 磁场和电流垂直时：F BIL ＝.2) 磁场和电流平行时：0F ＝.3) 当磁场与电流的夹角为θ时: F BILsin θ=4) L 是有效长度，具体含义是磁场中导体首尾相连的有向线段沿垂直磁感应强度方向的投影长度；如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．因此任意形状的闭合线圈，其有效长度为零，受到的安培力的矢量和为零．3.安培力做功：1) 安培力可做正功，也可以做负功2) 安培力做功的实质：能量的转化→当导体克服安培力做功（即安培力对导体做负功）时，其他形式的能量转化为电能（如发电机），如果安培力对导体做正功，则电能转化为其他形式的能量（如电动机）4.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．5.磁电式电流表：1) 电流表的构造磁电式电流表的构造如图所示。
在蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以转动的铝框，在铝框上绕有线圈。
铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈。
2) 电流表的工作原理如图所示，设线圈所处位置的磁感应强度大小为B ，线圈长度为L ，宽为d ，匝数为n ，当线圈中通有电流I 时，安培力对转轴产生力矩：，安培力的大小为：F=nBIL 。
故安培力的力矩大小为M1=nBILd。
当线圈发生转动时，不论通过电线圈转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，安培力的力矩不变。
当线圈转过角时，这时指针偏角为角，两弹簧产生阻碍线圈转动的扭转力矩为M2，对线圈，根据力矩平衡有M1=M2。
通电导线在磁场中受到的力
电流 元法
把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元所 受安培力的方向，然后判断整段导线所受安培力的方向，从而 确定导线运动方向
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 等效法 多个环形电流(反过来等效也成立)，然后根据磁体间或电流间
的作用规律判断
特殊位 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，判断其所受安 置法 培力的方向，从而确定其运动方向
向相反，于是架在轴上的线圈就要转动，通过转
轴收紧螺旋弹簧使其变形，反抗线圈的转动，电
流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越
图 3-4-2
大，所以，从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。线圈中的电
流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。
所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。 5．优缺点
[典例] 如图 3-4-11 所示，在倾角 θ＝30°的斜
面上固定一平行金属导轨，导轨间距离 l＝0.25 m，
两导轨间接有滑动变阻器 R 和电动势 E＝12 V、内
阻不计的电池。垂直导轨放有一根质量 m
图 3-4-11
＝0.2 kg 的金属棒 ab，它与导轨间的动摩擦因数 μ＝ 63。整个装
置放在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度 B＝0.8 T。当调
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＝ ILBsin θ 。
三、磁电式电流表
1．原理
安培力与电流的关系。
2．构造
磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、软铁、极靴。
通电导线在磁场中受到的力
通电导线在磁场中受到的力1. 安培力通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
2.安培力方向的判定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，如图1所示，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。
注意：（1）在磁场中无论怎样形成的电流，只要属于电流在磁场中受安培力的问题，左手定则同样适用；（2）左手定则判定的是磁场对电流作用力的方向，而不一定是载流导体运动的方向，载流导体是否运动，要根据它所处的具体情况而定。
例如两端固定的载流导体，即使受到安培力的作用，它也不能运动。
应用：由于左手定则是解决安培力、磁场和电流三者之间方向关系的方法，因此使用左手定则时首先判定哪两个量的方向是已知的，然后用左手定则确定另一量的方向。
3.安培力的大小1.当长为L 的直导线，垂直于磁场B 放置，通过的电流为I 时，此时通电导线受到的安培力最大且F =BIL 。
2.当磁感应强度B 的方向与通电导线平行时，导线受力为零。
3.当磁感应强度B 的方向与通电导线方向成θ角时，如图2所示，可以将磁感应强度B 沿导线方向和垂直导线方向正交分解，垂直导线方向的分量θsin B B =⊥，沿导线方向的分量θcos //B B =，而沿导线方向的分量B ∥对电流是没有作用的，所以导线所受的安培力F ＝ILB ⊥＝ILB sin θ，即θsin ILB F =。
注意：（1）B 对放入的通电导线来说是外磁场的感应强度。
（2）导线L 所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式θsin ILB F =仅适用于很短的通电导线（我们可以把这样的直线电流称为电流元）本知识点中易错题例 ：如图3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 N 表示磁铁对桌面的压力，用f 表示桌面对磁铁的摩擦力，导线通电后与通电前相比较（ ）A ．F N 减小，f =0B ．F N 减小，f ≠0C ．F N 增大，f =0D ．F N 增大，f ≠0 解析：由于直接对磁铁进行受力分析较为复杂，可以选取导线作为研究对象，先分析直线电流受到条形磁铁的作用力。
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
安培力高考知识点
安培力高考知识点一、安培力1.安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力.说明：磁场对通电导线中定向移动的电荷有力的作用,磁场对这些定向移动电荷作用力的宏观表现即为安培力. 实验：注意条件①I⊥B时 A:判断受力大小由偏角大小判断改变I大小,偏角改变;I大小不变,改变垂直磁场的那部分导线长度;改变B大小.B:F安方向与I方向B方向关系：改变I方向;改变B方向;同时改变I和B方向F安方向：安培左手定则，F安作用点在导体棒中心。
通电的闭合导线框受安培力为零② I//B时， F安=0，该处并非不存在磁场。
③ I与B成夹角时，F=BILSin为磁场方向与电流方向的夹角。
有用结论：“同向电流相互吸引，反向电流相排斥”。
不平行时有转运动到方向相同且相互靠近的趋势。
2.安培力的计算公式：F=BILsinθθ是I与B的夹角;① I⊥B时，即θ=900，此时安培力有最大值;公式：F=BIL② I//B时，即θ=00，此时安培力有最小值，F=0;③ I与B成夹角时，00< p="">3.安培力公式的适用条件:①公式F=BIL一般适用于匀强磁场中I⊥B的情况,对于非匀强磁场只是近似适用如对电流元但对某些特殊情况仍适用. 如图所示，电流I1//I2,如I1在I2处磁场的磁感应强度为B，则I1对I2的安培力F=BI2L，方向向左，同理I2对I1，安培力向右，即同向电流相吸，异向电流相斥.②根据力的相互作用原理，如果是磁体对通电导体有力的作用，则通电导体对磁体有反作用力.两根通电导线间的磁场力也遵循牛顿第三定律. I1 I2二、左手定则 1.安培力方向的判断——左手定则：伸开左手，使拇指跟其余的四指垂直且与手掌都在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，并使四指指向电流方向，这时手掌所在平面跟磁感线和导线所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.2.安培力F的方向：B与I的方向不一定垂直.3.安培力F、磁感应强度B、电流1三者的关系①已知I,B的方向，可惟一确定F的方向;②已知F、B的方向，且导线的位置确定时，可惟一确定I的方向;③已知F,1的方向时，磁感应强度B的方向不能惟一确定.4.由于B,I,F的方向关系常是在三维的立体空间，所以求解本部分问题时，应具有较好的空间想象力，要善于把立体图画变成易于分析的平面图，即画成俯视图，剖视图，侧视图等.安培力的性质和规律;①公式F=BIL中L为导线的有效长度，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./如图所示，甲中：l，乙中：L/=d直径=2R半圆环且半径为R如图所示，弯曲的导线ACD的有效长度为l，等于两端点A、D所连直线的长度，安培力为：F = BIl②安培力的作用点为磁场中通电导体的几何中心;③安培力做功:做功的结果将电能转化成其它形式的能.2、安培力作用下物体的运动方向的判断1电流元法：即把整段电流等效为多段直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断整段电流所受合力方向，最后确定运动方向.2特殊位置法：把电流或磁铁转到一个便于分析的特殊位置后再判断安培力方向，从而确定运动方向.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，反向电流相互排斥;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.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作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向.6分析在安培力作用下通电导体运动情况的一般步骤：①画出通电导线所在处的磁感线方向及分布情况②用左手定则确定各段通电导线所受安培力③据初速方向结合牛顿定律确定导体运动情况7磁场对通电线圈的作用：若线圈面积为S，线圈中的电流强度为I，所在磁场的磁感应强度为B，线圈平面跟磁场的夹角为θ，则线圈所受磁场的力矩为：M=BIScosθ.一、磁场磁极和磁极之间的相互作用是通过磁场发生的。
通电导线在磁场中受到的力完整版课件
【思路点拨】 解答本题要把握以下两点： (1)把平面图转化为立体图。 (2)安培力的方向应用左手定则判断。
【解析】选C。根据左手定则，A中受力方向应该向下，A错 误；B中电流方向与磁场方向平行，不受力，B错误；C正确； D中受力方向应垂直纸面向外，D错误。
安培力的大小及磁电式仪表 1.探究安培力的大小 从第2节的学习中我们已经知道，垂直于磁场B放置、长为L的 一段导线，当通过的电流为I时，它受的安培力F＝BIL，这时 导线受的安培力最大，试讨论下面两种情况下安培力的大小。 (1)当磁感应强度B的方向与导线方向平行时。 提示：当磁感应强度B的方向与导线方向平行时，导线受的安 培力最小，为零。
难点：安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系。
一、安培力的方向 1．安培力 _通__电__导__线__在磁场中受的力。 2．决定安培力方向的因素 (1)_电__流__方向。 (2)_磁__感__应__强__度__方向。
3．左手定则
如图所示，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。
【判一判】 (1)安培力的方向一定与电流的方向垂直。( ) (2)通电导体只要在磁场中就会受到安培力。( ) (3)由于线圈偏转角度与电流大小成正比，所以磁电式仪表的刻 度盘的刻度是均匀的。( )
提示：(1)根据左手定则可以判断，安培力的方向一定与电流的 方向垂直，故(1)正确。 (2)当磁感应强度方向与电流方向平行时，安培力为零，故(2)错 误。 (3)线圈偏转角度与通过的电流大小成正比，所以磁电式仪表的 刻度盘的刻度是均匀的，从刻度盘上就可以读出被测电流大小， 故(3)正确。
通电导线在磁场中受的到力
磁场
第四节 通电导线在磁场中受到的力
安培力是电磁学中极为重要的常见的力，安培力作为一
种常见的电磁力，主要以小知识点穿插在综合性问题之
中，特别是方向的判断。教学中应该提醒学生注意安培 力与库仑力的区别。电荷在电场中某一点受到的库仑力 是一定的，方向与该点的电场方向要么相同，要么相反 。电流在磁场中某处受到的磁场力，与电流在磁场中放
（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。
M 安 nBIS
M 弹 k
表盘的刻度均匀，θ ∝ I
（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。
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。
2. 该磁场是否匀强磁场？
该磁场并非匀强磁场
3. 该磁场有什么特点？
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。
2. 电流表的工作原理
( 1 ) 蹄形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，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过 线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产 生的力矩使线圈发生转动。
M 安 nBIS M 弹 k
线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩， 其大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培 力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。
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第三章 磁 场
两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了 0.3 cm.重力加速度 大小取 10 m/s2.判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并求 出金属棒的质量． [审题点睛] 本题解题的关键是导体棒两次处于平衡状态，弹簧 弹力的变化量等于安培力．
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第三章 磁 场
[解析] 依题意，开关闭合后，电流方向从 b 到 a，由左手定则 可知，金属棒所受的安培力方向竖直向下．(1 分) 开关断开时，两弹簧各自相对于其原长伸长了Δl1＝0.5 cm.(2 分) 由胡克定律和力的平衡条件得 2kΔl1＝mg ①(2 分) 式中，m 为金属棒的质量，k 是弹簧的劲度系数，g 是重力加速 度的大小． 开关闭合后，金属棒所受安培力的大小为 F＝IBL ②(2 分)
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第三章 磁 场
式中，I 是回路电流，L 是金属棒的长度．两弹簧各自再伸长了 Δl2＝0.3 cm，由胡克定律和力的平衡条件得 2k(Δl1＋Δl2)＝mg＋F ③(3 分) 由欧姆定律有 E＝IR ④(1 分) 式中，E 是电池的电动势，R 是电路总电阻． 联立①②③④式，并代入题给数据得 m＝0.01 kg.(1 分) [答案] 安培力的方向竖直向下 金属棒的质量为 0.01 kg
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第三章 磁 场
左手定则的应用 画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向．
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第三章 磁 场
[解析] A、B、C、D、E、F、G 中电流方向均与磁场方向垂直， 而 H 中电流方向与磁场方向不垂直，由左手定则判断如图：
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第三章 磁 场
通电导线间的相互作用力 在等边三角形的三个顶点 A、B、C 处，各有一条长直导 线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流，方向如图所 示．过 C 点的导线所受安培力的方向( C ) A．与 AB 边平行，竖直向上 B．与 AB 边平行，竖直向下 C．与 AB 边垂直，指向左边 D．与 AB 边垂直，指向右边
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第三章 磁 场
如图所示，把轻质导电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于线圈平面，当线圈 内通入如图方向的电流后，则线圈( A )
A．向左运动 C．静止不动
B．向右运动 D．无法确定
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第三章 磁 场
[解析] 法一：等效法．把通电线圈等效成小磁针．由安培定则， 线圈等效成小磁针后，左端是 S 极，右端是 N 极，异名磁极相吸 引，线圈向左运动．
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第三章 磁 场
1．(1)安培力的方向与磁感应强度的方向垂直．( ) (2)应用左手定则时，四指指向电流方向，拇指指向安培力方 向．( ) (3)安培力的方向与导线的方向垂直．( ) 提示：(1)√ (2)√ (3)√
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第三章 磁 场
二、安培力的大小
1．通电导线跟磁场垂直时，安培力最大，F＝__I_L_B___．
第三章 磁 场
2．(1)通电导线在磁场中不一定受安培力．( ) (2)一通电导线放在磁场中某处不受安培力，该处的磁感应强度 不一定是零．( ) (3)若磁场一定，导线的长度和电流也一定的情况下，导线平行 于磁场时，安培力最大，垂直于磁场时，安培力最小．( ) 提示：(1)√ (2)√ (3)×
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2．磁电式仪表的优点是_灵__敏__度___高__，可以测出很弱的电流；缺 点是线圈的导线__很__细__，允许通过的电流_很__弱___(几十微安到几 毫安)．
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第三章 磁 场
用磁电式电流表测量电流时，通电线圈的左右两边受到的安培力 的大小是否随着线圈的转动而变化呢？ 提示：通电线圈在安培力作用下转动时，安培力总与磁感应强度 的方向垂直，磁感应强度的大小又不变，故线圈左右两边受到的 安培力的大小不变．
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第三章 磁 场
A
B
C
D
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第三章 磁 场
解析：磁场发生微小变化时，因各选项中载流线圈在磁场的面积
不同，由法拉第电磁感应定律 E＝nΔΔΦt ＝nΔΔB·t S知载流线圈
在磁场中的面积越大，产生的感应电动势越大，感应电流越大， 载流线圈中的电流变化越大，所受的安培力变化越大，天平越容 易失去平衡，由题图可知，选项 A 符合题意．
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第三章 磁 场
(2016·江苏扬州中学测试) 如图所示，两平行金属导轨间的距离 L＝ 0.40 m，金属导轨所在的平面与水平面夹 角 θ＝37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度 B＝0.50 T， 方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场．金属导轨的一端接有电动 势 E＝4.5 V、内阻 r＝0.50 Ω的直流电源．现把一个质量 m＝ 0.040 kg 的导体棒 ab 放在金属导轨上，导体棒恰好静止．
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等效法
结论法
转换研究 对象法
第三章 磁 场
环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可等 效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效 也成立．等效后再确定相互作用情况 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 定性分析磁体在电流磁场作用下的运动或运 动趋势的问题，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 所受合力及运动或运动趋势
对公式 F＝ILBsin θ的正确理解是求解安培力大小的关键．对
于等效长度的问题，既可分段求解，然后求合力，又可采用等效 方法进行计算．
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第三章 磁 场
知识点三 安培力作用下导体的运动
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
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第三章 磁 场
知识点二 安培力的大小
1．安培力大小的计算公式 F＝ILBsin θ，θ为磁感应强度方向
与导线方向的夹角． (1)当 θ＝90°，即 B 与 I 垂直时，F＝ILB. (2)当 θ＝0°，即 B 与 I 平行时，F＝0. 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．
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第三章 磁 场
知识点一 安培力方向的判定 1．不管电流方向与磁场方向是否垂直，安培力的方向总是垂直 于磁场方向和电流方向所决定的平面，即总有 F⊥I 和 F⊥B.在 判断安培力方向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．但应注意，当电流方向与磁场方向在同一直线 上时，电流不再受安培力作用．
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第三章 磁 场
[解析] 如图所示，根据安培定则，过 A、B 点的导线在 C 点所 激发的磁场方向分别为 B′、B″，应用平行四边形定则可知过 C 点的导线所在处的合磁场方向．根据左手定则可知安培力 FC 的 方向与 AB 边垂直，指向左边，故选项 C 正确．
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第三章 磁 场
两平行通电导线的相互作用规律 (1)同向电流相互吸引，异向电流相互排斥． (2)其力的方向的判定可由左手定则和安培定则来判定：如图，b 导线中电流产生的磁场可由安培定则确定，a 导线中电流处于 b 导线中电流产生的磁场中，b 在 a 处的磁场方向为垂直纸面向外， 由左手定则判定 a 受到的安培力向右，同理，b 受到的安培力向 左．
第三章 磁 场
第 4 节 通电导线在磁场中受到的力
第三章 磁 场
1.知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方 向． 2.学会用公式 F＝BIL 计算 B 与 I 垂直和平行两种情况下 安培力的大小． 3.了解磁电式电流表的基本构造及工作原理．
第三章 磁 场
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．
法二：电流元法．如图所示，取其中的上、下两小段分析，根据 其中心对称性线圈所受安培力的合力水平向左，故线圈向左运动．
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第三章 磁 场
2. 如图两条导线相互垂直，但相隔一段距 离．其中导线 AB 固定，导线 CD 能自由活动，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)( D ) A．顺时针方向转动同时靠近导线 AB B．逆时针方向转动同时离开导线 AB C．顺时针方向转动同时离开导线 AB D．逆时针方向转动同时靠近导线 AB
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第三章 磁 场
在判断安培力作用下导体的运动时，几种方法中， 等效法和结论法比较简单．
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第三章 磁 场
链接高考——安培力作用下的平衡问题 (12 分)(2015·高考全国卷Ⅰ) 如图， 一长为 10 cm 的金属棒 ab 用两个完全相同 的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中；磁场的 磁感应强度大小为 0.1 T，方向垂直于纸面 向里；弹簧上端固定，下端与金属棒绝缘．金属棒通过开关与一 电动势为 12 V 的电池相连，电路总电阻为 2 Ω.已知开关断开时 两弹簧的伸长量为 0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，
第三章 磁 场
三、磁电式电流表 1．磁电式仪表最基本的组成部分是_磁___铁__和放在磁铁两极之间 的_线__圈___．如图所示，通电线圈在磁场中受到__安__培__力__而偏转．线 圈偏转的角度越大，被测电流就__越__大__．根据线圈_偏__转__的__方__向___， 可以知道被测电流的方向．
2．通电导线跟磁场平行时，安培力最小，F＝___0_． 3. 通电导线跟磁场夹角为 θ 时，把磁感应强度 B 分解为与导线 垂直的分量 B⊥和与导线平行的分量 B∥，如图所示．则 B⊥＝Bsin