磁感应强度和安培力
安培力磁感应强度
例2、垂直放在磁场中的通电导线如图放置，并 、垂直放在磁场中的通电导线如图放置， 已标明电流强度、磁感应强度、 已标明电流强度、磁感应强度、安培力三个量 中的其中两个物理量的方向， 中的其中两个物理量的方向，试标出第三个物 理量的方向 F F F I B ╳ I B B F
B
小结：
♦ 磁感应强度B是描写磁场强弱和方向的物
分成很多小段直线电流， 分成很多小段直线电流，其 中每一小段就是一个电流元。 中每一小段就是一个电流元。 先用左手定则判断出其中每 小段电流元受到的安培力的 方向， 方向，再判断整段电流所受 安培力的方向， 安培力的方向，从而确定导 体的运动方向。 体的运动方向。 ♦ 例：如图把轻质导线圈挂在 磁铁N极附近 极附近， 磁铁 极附近，磁铁的轴线穿 过线圈的圆心且垂直于线圈 平面。 平面。当线圈内通入如图方 向的电流后， 向的电流后，判断线圈如何 运动？ 运动？
二、安培力 磁感应强度
磁场不仅具有方向性，而且各处 的强弱也可能不同，靠近磁极或电流 处的磁场较强，为了反映磁场的基本 特性（具有力的性质），反映磁场不 仅具有方向而且还有强弱，我们将引 入一个叫做磁感应强度 磁感应强度的物理量加以 磁感应强度 定量地描述．
一、安培力，磁感应强度
演示实验：
大量实验表明：
♦ 磁场对放于其中的通电的直导线有力的作用，
这个力叫安培力．当I与B垂直时：
安培力的大小为： 安培力的大小为：F=BIL
此式表明：安培力大小与电流的大小，与 通电导线在磁场中的长度成正比，与磁感应强 度B成正比. 在通电导线平行于磁场方向时，安 培力为零
磁感应强度：
（1）在同一磁场中的某处，不管电流I、导线长 度L怎样变．但导线所受的安培力F跟IL的比值 保持不变，对不同的磁场或磁场中的不同处， 这一比值一般是不同的． （2）比值F/IL与放入的通电导线无关，反映了磁 场本身的特性（力的性质），为了反映这一特 性我们引入物理量磁感应强度B．
磁感应强度和安培力
安培力方向判断
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。
特殊情况
当电流方向与磁场方向平行时，安培力为零；当电流方向与 磁场方向垂直时，安培力最大。
安培力与洛伦兹力关系
复杂。
实验技术与注意事项
校准与标定
控制实验条件
在进行磁感应强度和安培力测量前，应对 测量仪器进行校准和标定，以确保测量结 果的准确性和可靠性。
实验过程中应严格控制温度、湿度等环境 因素，以及电源稳定性等实验条件，以减 小测量误差。
安全防护
数据处理与分析
强磁场和强电流可能对实验人员和设备造 成危害，因此应采取必要的安全防护措施 ，如穿戴防护服、使用绝缘工具等。
在工程技术领域应用
01
电磁铁设计
利用磁感应强度和安培力的原理，可以设计制造出各种电磁铁，如电磁
起重机、电磁吸盘等，实现远程控制和自动化操作。
02
磁悬浮技术
磁悬浮列车利用强大的磁场产生的安培力，使列车悬浮于轨道之上，实
现高速、低噪音、低能耗的运行。
03
磁共振成像
医学领域的磁共振成像（MRI）技术利用磁感应强度和安培力的原理，
复杂磁场环境研究
在实际应用中，磁场环境往往复杂多变，如地球磁场、太阳风等自然因素以及人工电磁辐 射等都会对磁感应强度和安培力的测量和应用产生影响，未来需要加强对复杂磁场环境的 研究和应对。
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联系
安培力和洛伦兹力的公式都涉及磁感 应强度B，且两者都与带电粒子在磁 场中的运动有关。
区别
安培力是作用在通电导线上的宏观力 ，而洛伦兹力是作用在单个运动电荷 上的微观力。安培力是洛伦兹力的宏 观表现，洛伦兹力是安培力的微观本 质。
安培力 磁感应强度
安培力磁感应强度教学目的1、理解磁感应强度B的定义及单位．2、知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小．3、知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线的分布情况．4、知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小．5、会用左手定则熟练地判定安培力的方向．能力要求1、通过演示磁场对电流作用的实验，培养学生总结归纳物理规律的能力．2、通过学习左手定则，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力．情感目标通过对安培定则的学习，使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力，还需要严谨细密的科学态度．重点（1）理解磁场对电流的作用力大小的决定因素，掌握电流与磁场垂直时，安培力大小为：（2）掌握左手定则．难点对左手定则的理解．教具铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线．教学过程1、磁场对电流的作用用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块，巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢块，表明磁场有强有弱，如何表示磁场的强弱呢？我们利用磁场对电流的作用力——安培力来研究磁场的强弱．2、决定安培力大小的因素有哪些？利用演示实验装置，研究安培力大小与哪些因素有关（1）与电流的大小有关．保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下，通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小．请学生观察实验现象．导线摆动的角度大小随电流的改变而改变，电流大，摆角大；电流小，摆角小．实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关，电流大，作用力大；电流小，作用力也小．（2）与通电导线在磁场中的长度有关．保持导线在磁铁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．导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变，导线长、摆角大；导线短，摆角小．实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关，导线长、作用力大；导线短，作用力小．（3）与导线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，安培力大小介于和最大值之间．3、磁感应强度总结归纳以上实验现象，用L表示通电导线长度，I表示电流，保持电流和磁场方向垂直，通电导线所受的安培力大小FIL用B表示这一比值，有．B的物理意义为：通电导线垂直置于磁场同一位置，B值保持不变；若改变通电导线的位置，B值随之改变．表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为．对于电流和长度相同的导线，放置在B值大的位置受的安培力F也大，表明磁场强．放在B值小的位置受的安培力F也小，表明磁场弱．因而我们可以用比值来表示磁场的强弱．把它叫做磁感应强度．定义：磁感应强度单位：特斯拉，符号为T常见的地磁场磁感应强度大约是，永磁铁磁极附近的磁感应强度大约是．用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向，磁感线越密处，磁感应强度大、磁场强．若磁感应强度大小和方向处处相同，称为匀强磁场．根据匀强磁场的特点，请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布．在非匀强磁场中，用量度磁感应强度时，导线长L应很短，电流近似处在匀强磁扬中．4、安培力的大小和方向．根据磁感应强度的定义式，可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为：举例计算安培力的大小．安培力的方向如何呢？还过前面的演示实验现象可知，通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系．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、磁场方向存在着一个规律——左手定则．左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，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．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．总结、扩展本节课我们学习了磁场对电流的作用——安培力，通过研究安培力的大小，我们定义了反映磁场强弱的物理量——磁感应强度，同时，我们可以据此求解安培力的大小，安培力的方向用左手定则来确定．如果磁场方向不与电流方向垂直，安培力的大小，方向仍可用左手定则判定．布置作业P150（1）（2）（3）（4）（5）板书设计第三节安培力磁感应强度1、磁场对电流有力的作用2、决定安培力大小的因素（1）与电流大小有关．（2）与导线在磁场中的长度有关．（3）与导线在磁场中的放置方向有关．3、磁感应强度定义：单位：特斯拉（T）4、安培力的大小当电流方向垂直磁场方向时，安培力大小5、安培力方向左手定则．。
物理教案安培力 磁感应强度
物理教案安培力磁感应强度一、教学内容本节课选自高中物理教材《物理》选修31第二章第五节“安培力与磁感应强度”。
具体内容包括：安培力的定义及其计算公式，磁感应强度的概念、物理意义及其测量方法。
二、教学目标1. 让学生掌握安培力的概念，理解安培力的大小与电流、磁场及导体长度之间的关系。
2. 让学生理解磁感应强度的物理意义，掌握磁感应强度的计算公式，并能运用其解决实际问题。
3. 培养学生运用物理知识进行实验设计和数据分析的能力。
三、教学难点与重点重点：安培力的定义和计算，磁感应强度的概念及其测量方法。
难点：安培力大小的计算，磁感应强度与安培力之间的关系。
四、教具与学具准备1. 教具：电流表、电压表、磁铁、导线、滑动变阻器、电流表架、电压表架、多媒体课件。
2. 学具：每组一套实验器材。
五、教学过程1. 情境引入利用多媒体展示磁悬浮列车、电磁起重机等实例，让学生思考这些设备是如何工作的，引出安培力的概念。
2. 理论讲解（1）安培力的定义：当电流通过导体时，在磁场中会受到一个力，这个力称为安培力。
（2）安培力的大小：安培力F = BILsinθ，其中B为磁感应强度，I为电流大小，L为导体长度，θ为导体与磁场的夹角。
（3）磁感应强度：磁感应强度B是描述磁场强弱的物理量，其单位为特斯拉（T），计算公式为B = F/IL。
3. 实践操作（1）实验一：测量安培力。
让学生分组进行实验，测量不同电流、磁场强度、导体长度下的安培力，并记录数据。
（2）实验二：测量磁感应强度。
利用实验一的数据，计算磁感应强度，并与标准值进行比较。
4. 例题讲解讲解一道关于安培力计算的例题，引导学生运用公式进行计算。
5. 随堂练习让学生独立完成一道关于磁感应强度的计算题，巩固所学知识。
六、板书设计1. 安培力的定义、计算公式。
2. 磁感应强度的概念、物理意义、计算公式。
3. 实验步骤、数据处理方法。
七、作业设计1. 作业题目：计算给定电流、磁场、导体长度下的安培力。
安培力磁感应强度
α
a B在竖直平面内 导轨在水平面内 B α F F=ILB α F=ILB F
B在竖直平面内 导轨在斜面内 B F α y B
x F=ILB
第一节 磁场对电流的作用习题课 （第2课时）
第一节 探究磁场对电流的作用
复习回顾： 1、如何判断通电导线在磁场中受到安培力的方向？
左手定则
2、安培力的大小如何计算？
第一节 探究磁场对电流的作用 回顾：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
规律: 同向电流相互吸引 反向电流相互排斥
第一节 探究磁场对电流的作用 如图所示，向一根松弛的导体线圈中通以电流,线圈将会( A )
A.纵向收缩,径向膨胀
B.纵向伸长,径向膨胀 C.纵向伸长,径向收缩 D.纵向收缩,径向收缩 右侧视图
A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用
B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场方向垂直 C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流方向垂直 D.通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂于由B和I所确定的 平面
第一节 探究磁场对电流的作用 判定以下通电导线所受安培力的方向 B B I I F B F α
方向________.
mgsinθ=BIL
B=mgsinθ/IL
X
G
第一节 探究磁场对电流的作用 如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为 L、质量为m的通电直导线，电流方向垂直纸面向里，欲使导线静 止在斜面上，外加磁场，磁感应强度的大小和方向可以是( )
ABC
A. B=mgsinθ/IL，方向垂直斜面向下
第一节 探究磁场对电流的作用 磁电式电流表的工作原理 ⑴线圈所受的磁力矩
第一节 探究磁场对电流的作用
磁感应强度的定义
磁感应强度的定义磁感应强度的定义是什么在日常生活或是工作，学习中，大家一定都或多或少地接触过一些物理知识，下面是店铺为大家收集的有关磁感应强度的定义相关内容，仅供参考，希望能够帮助到大家。
磁感应强度的定义电荷在电场中受到的电场力是一定的，方向与该点的电场方向相同或者相反。
电流在磁场中某处所受的磁场力(安培力)，与电流在磁场中放置的方向有关，当电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零;当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大。
点电荷q以速度v在磁场中运动时受到力f的作用。
在磁场给定的条件下，f的大小与电荷运动的方向有关。
当v沿某个特殊方向或与之反向时，受力为零;当v与这个特殊方向垂直时受力最大，为Fm。
Fm 与|q|及v成正比，比值与运动电荷无关，反映磁场本身的性质，定义为磁感应强度的大小，即。
B的方向定义为：由正电荷所受最大力Fm 的方向转向电荷运动方向v时，右手螺旋前进的方向。
定义了B之后，运动电荷在磁场B中所受的力可表为F=QVB，此即洛伦兹力公式。
除利用洛伦兹力定义B外，也可以根据电流元Idl在磁场中所受安培力df=Idl×B来定义B，或根据磁矩m在磁场中所受力矩M=m×B 来定义B，三种定义，方法雷同，完全等价。
磁感应强度的量纲在国际单位制(SI)中，磁感应强度的单位是特斯拉[3]，简称特(T)。
在高斯单位制中，磁感应强度的单位是高斯(Gs)，1T=10KGs等于10的.四次方高斯。
由于历史的原因，与电场强度E对应的描述磁场的基本物理量被称为磁感应强度B，而另一辅助量却被称为磁场强度H，名实不符，容易混淆。
通常所谓磁场，均指的是B。
B在数值上等于垂直于磁场方向长1m，电流为1A的直导线所受磁场力的大小。
B=F/IL，(由F=BIL而来)。
注：磁场中某点的磁感应强度B是客观存在的，与是否放置通电导线无关，定义式F=BIL中要求一小段通电导线应垂直于磁场放置才行，如果平行于磁场放置，则力F为零[4]。
C磁感应强度、安培力、磁通量
F 5 (1) 解： B T 50T IL 10 0.01
(2) ∵B是描述磁场本身性质的物理量， B 50T ∵导线与磁场方向平行，
F 0
2、如右图所示，通电导线由I位置绕固定轴转
到Ⅱ位置，该导线所受安培力大小（
C
）
A.变大
B.变小 C.不变
D.不能确定答案
3、一根重力为G的金属棒MN，两端用细软导线 连接后悬挂于a、b两点，棒的中部处于方向垂直 于纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向 从M流向N，如图示，此时悬线上有拉力，为了 使拉力等于零，可以（ C ） A、适当减小磁感强度； a b B、使磁场反向； F′ C、适当增大电流强度； F T ××××× T D、使电流方向改变。 × × × × ×
检验某处有无电场存在，可以用什么方法？ 检验某处有无磁场存在，可以用什么方法？ 如果通电导线不受磁场力，该处是否一 定不存在磁场，磁感应强度一定为零吗？
二、磁场力（安培力）的大小
1）当I B， F=BIL 2）当I // B， F=0 3）当I与B有夹角，F=BIL有效 BIL sin
小 结
磁感 （矢量） B Il
（标量）B
条件：B⊥I (l)
N 1T 1 A m
磁通量密度 ——磁感应强度的大小
Wb 1T 1 2 条件：B⊥S m S 穿过垂直于磁场方向的单位面积上的磁通量(磁感线的 条数)和该处的磁感应强度大小相等。
地球磁场是海龟回家时的罗盘和地图。在巴西 近海柄息的棱皮龟经过8个星期的跋涉,不吃不 喝,横渡1400海里,到大西洋的复活节岛上产卵。
一、描述磁场的强弱 (定量)
1.知识回顾
F 电场强度 E q
磁感应强度和导线长度的关系和计算
磁感应强度和导线长度的关系和计算磁感应强度是描述磁场强度的一个物理量，通常用符号B表示。
磁感应强度的大小由磁场本身的性质决定，与放入磁场中的导线长度无关。
在磁场中，导线所受到的磁力与导线的长度、磁感应强度以及导线与磁场的相对位置有关。
根据安培力定律，当导线与磁场垂直时，导线所受到的磁力F与磁感应强度B、导线长度L和电流I之间的关系为：F = B * L * I其中，F为磁力，单位为牛顿（N）；B为磁感应强度，单位为特斯拉（T）；L为导线长度，单位为米（m）；I为电流，单位为安培（A）。
当导线与磁场平行时，导线所受到的磁力为零。
磁感应强度可以通过实验测量得到，也可以根据磁场的产生源（如电流元）和距离来计算。
例如，根据毕奥-萨伐尔定律，可以计算一个电流元产生的磁感应强度。
总之，磁感应强度与导线长度无直接关系，但可以通过安培力定律等公式计算导线在磁场中所受到的磁力。
在学习和应用这些公式时，需要结合实际情况，注意磁场方向和导线位置的关系。
习题及方法：一个长直导线中有电流通过，其长度为2m，电流为2A。
在一距离导线10cm的地方，磁场强度为0.5T。
求该导线产生的磁场对另一根长为3m、电流为3A的导线的作用力。
根据安培力定律，导线所受到的磁力F与磁感应强度B、导线长度L和电流I之间的关系为F = B * L * I。
首先计算导线所处的磁感应强度，然后代入公式计算磁力。
步骤1：计算导线所处的磁感应强度由于导线与磁场垂直，磁感应强度B = 0.5T。
步骤2：代入公式计算磁力F = B * L * I = 0.5T * 3m * 3A = 4.5N在习题1中，如果导线与磁场不垂直，而是以45度角放置，求导线所受到的磁力。
根据安培力定律，导线所受到的磁力F与磁感应强度B、导线长度L和电流I之间的关系为F = B * L * I * cos(θ)，其中θ为导线与磁场的夹角。
步骤1：计算磁感应强度由于导线与磁场垂直，磁感应强度B = 0.5T。
高三物理磁场的描述及安培定则、安培力 知识精讲 通用版
高三物理磁场的描述及安培定则、安培力知识精讲通用版【本讲主要内容】磁场的描述及安培定则、安培力磁场、磁感线、安培定则、磁感应强度、磁场对电流的作用——安培力【知识掌握】【知识点精析】1. 磁场：是存在于磁体、电流（运动电荷）周围的特殊物质，其基本性质是对放入其中的磁极和运动电荷（电流）有力的作用。
磁场的方向规定为：在磁场中的任一点，小磁针北极受力的方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向。
例1. 磁场中任意一点的磁场方向为小磁针在该点（）A. 北极受磁场力的方向B. 南极受磁场力的方向C. 静止时小磁针北极的指向D. 受磁场力的方向解析：磁场的方向是人为规定的，我们必须尊重这一规定；还要注意，受磁场力的方向和小磁针北极指向的不同，静止以后的指向才和受力方向一致。
故AC选项正确。
2. 磁感线：磁感线是为了直观形象的描述磁场而人为地画出的一族有方向的曲线（在磁场中并不真的存在）。
磁感线上任一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同；磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，反之越弱。
此外，磁感线还有以下两个性质：（1）磁感线是闭合曲线，不中断。
（2）任何两条磁感线都不相交，不相切。
例2. 关于磁感线的叙述正确的是（）A. 磁感线始于磁铁N极，终止于S极B. 磁感线是由铁屑规则地排列而成的曲线C. 磁感线上某点切线方向即该点磁场方向D. 磁感线是为描述磁场引入的假想的线，实际上并不存在于磁场中答案：CD3. 电流的磁场、安培定则（1）磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场一样，都是由电荷的运动产生的。
（2）安培定则：电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则（也叫右手螺旋定则）来判定：①直线电流：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
②环形电流：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向是环形导线中心轴线上磁感线的方向。
《电磁场与电磁波》恒定磁场
分界面磁化电流: Km (M1 M2 ) en
Im
M dl
l
安培环路定理
1.真空中的安培环路定理
l B dl 0 I
真空磁场中，磁感应强度沿任意回路的 环路积分等于真空的磁导率乘以穿过该 回路所限定面的电流的代数和；
2.一般形式的安培环路定理
l B dl 0 ( I Im )
H dl H dl I
PaQ
PbQ
c
I
闭合回路PaQcP：
Q
H dl 2I PaQcP
H dl H dl 2I
PaQ
PcQ
规定:积分路径不穿过电流回路所限定的面。
2.标量磁位的边值问题 微分方程
B 0
H 0
H m
m 0
m m 0 均匀媒质：=0
2m 0 标量磁位的微分方程
Sd
（1）常磁链系统：
Wm
1 2
H BdV
V
V
B2 dV
20
B2Sd
2d
20 20S
f
Wm g
k const
2 20 S
吸力：F 2 f
3.虚位移法举例
例：分析电磁铁吸力，气隙截面积S，长d
1. 恒定磁场基本方程 恒定磁场的性质可由下面一组基本方程描述：
磁通连续性定理 SB dS 0 安培环路定理 l H dl I
各向同性线性媒质的构成方程
B 0 H J
B H
恒定磁场的性质：有旋无散。
2.分界面的衔接条件
B 的衔接条件
2
B2n B2
S h
1 B1
B1n
SB dS 0
B1nS B2nS 0 B1n B2n
2022版高中物理选考(山东专用)总复习集训-一磁场-—基础集训-含解析
专题十一磁场备考篇【考情探究】课标解读考情分析备考指导考点内容磁场及安培力1.能列举磁现象在生产、生活中的应用。
关注磁现象相关的现代技术发展2.通过实验认识磁场。
了解磁感应强度,会用磁感线描述磁场。
体会物理模型在探索自然现象规律中的作用3.知道磁通量4.通过实验认识安培力,能判断安培力的方向,会计算安培力的大小,了解安培力在生产、生活中的应用本专题是考试的重要内容1.磁感应强度、安培力、洛伦兹力、带电粒子在磁场中的运动等,试题多以选择题、综合性的计算题形式出现,为高考中综合性较强的题目,综合考查了动力学、能量,场的观念。
2.(2020课标Ⅰ,18题)选择题考查带电粒子在有界磁场中的运动规律;(2020课标Ⅲ,18题)选择题考查带电粒子在圆形磁场中的极值问题;(2020浙江7月选考,9题)磁感应强度的叠加;(2020山东等级考,17题)带电粒子在复合场中的运动本专题包括磁场的基本性质、安培力的应用、洛伦兹力的应用和带电粒子在磁场中的运动、带电粒子在复合场中运动等内容,复习时应:1.侧重磁场、磁感应强度、磁感线、安培力和洛伦兹力等基本概念的理解2.熟练掌握通电导线在磁场中、带电粒子在磁场中受力和运动的分析,注意结合牛顿运动定律、圆周运动知识及功和能的知识进行分析洛伦兹力、带电粒子在磁场中的运动1.通过实验认识洛伦兹力。
能够判断洛伦兹力的方向2.会计算洛伦兹力的大小。
能运用洛伦兹力分析带电粒子在磁场中的圆周运动带电粒子在复合场中的运动1.了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及应用2.能分析带电粒子在复合场中的运动情况,解释相关的物理现象【真题探秘】命题立意考查了带电粒子在圆环形边界磁场中运动的特点,要求学生能够确定带电粒子的运动情况,从而画出运动的极限情况。
通过已知条件,画图,求解,涉及几何画图分析,磁场和圆周运动的知识,体现了分析和解决问题的能力,是学科核心素养中科学推理的具体体现。
解题指导粒子沿半径飞入磁场,必然沿半径飞出磁场,从而确定磁场圆和轨迹圆之间的关系,再根据边界条件的限制,画出粒子运动的轨迹,根据带电粒子在磁场中运动的半径公式,确定半径最大的轨迹圆对应B最小。
磁感应强度大小定义式
磁感应强度大小定义式
磁感应强度大小定义式是B=F/IL。
这个式子表明，磁感应强度的大小等于垂直于磁场方向的导线中所受的安培力与通过导线的电流强度和导线长度的乘积之比。
需要注意的是，这个式子中的电流和安培力必须是垂直于磁场方向的，否则计算结果将不正确。
磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量，其方向就是该点磁场的方向，与检验通电直导线的电流强度的大小、导线的长短等因素无关。
磁感应强度的大小可用磁感线的疏密程度来表示，规定：在垂直于磁场方向的1m²面积上的磁感线条数跟那里的磁感应强度一致。
另外，匀强磁场的磁感应强度的大小和方向处处相等，它的磁感线是均匀且平行的一组直线。
磁感应强度与电流的作用
磁感应强度与电流的作用在我们生活的这个充满电磁现象的世界里，磁感应强度和电流是两个非常重要的概念。
它们之间的相互作用不仅在物理学中具有核心地位，而且在实际的科技应用中也发挥着至关重要的作用。
首先，让我们来了解一下什么是磁感应强度。
简单地说，磁感应强度就是描述磁场强弱和方向的物理量。
想象一下，把磁场看作是一种无形的“力量场”，而磁感应强度就是用来衡量这个“力量场”在每一点的强度和方向的。
那么电流又是什么呢？电流就是电荷的定向移动。
当大量的电荷沿着一个特定的方向有序地移动时，就形成了电流。
电流在导体中流动，比如我们常见的电线。
现在，重点来了，磁感应强度和电流之间有着密切而神奇的相互作用。
这种相互作用的一个重要表现就是安培力。
当电流在磁场中流动时，会受到一种力的作用，这个力就被称为安培力。
为了更直观地理解安培力，我们可以想象这样一个场景：有一根直导线，电流在其中流动，然后把这根导线放在一个磁场中。
如果电流的方向与磁场的方向相互垂直，那么导线就会受到一个垂直于电流和磁场方向的力。
而且，这个力的大小与电流的大小、导线的长度以及磁感应强度的大小都有关系。
具体来说，安培力的大小可以用一个公式来表示：F ＝ BIL，其中F 表示安培力，B 是磁感应强度，I 是电流强度，L 是导线在磁场中的有效长度。
从这个公式中，我们可以清楚地看到，安培力与磁感应强度、电流强度以及导线长度成正比。
这种相互作用在实际生活中有很多应用。
比如，电动机就是利用了磁感应强度和电流的作用来工作的。
在电动机中，通过电流在磁场中的受力，使得电动机的转子能够转动起来，从而实现电能到机械能的转化。
再比如，磁悬浮列车也是基于这一原理。
通过控制电流和磁场，使得列车能够悬浮在轨道上方，减少了摩擦力，从而实现高速运行。
除了安培力，磁感应强度和电流的相互作用还会产生电磁感应现象。
当通过一个闭合回路的磁通量发生变化时，回路中就会产生感应电流。
这个现象是由英国科学家法拉第发现的，它为我们现代的电力工业奠定了基础。
安培力冲量三个公式
安培力冲量三个公式
安培力和冲量是电磁学中的两个重要概念。
安培力是指在磁场中，电流元受到的力，而冲量是力作用的时间积分。
在电磁学中，有三个与安培力和冲量相关的公式。
第一个公式是安培力的计算公式，即F = BILsinθ。
其中，F表示安培力的大小，B表示磁感应强度，I表示电流的大小，L表示电流元
的长度，θ表示电流元与磁场方向的夹角。
这个公式描述了安培力与磁感应强度、电流大小以及电流元与磁场方向的关系。
第二个公式是冲量的计算公式，即J = FΔt。
其中，J表示冲量的大小，F表示力的大小，Δt表示力作用的时间。
这个公式描述了冲量
与力的大小以及作用时间的关系。
第三个公式是冲量与动量变化的关系，即J = Δp。
其中，J表示冲
量的大小，Δp表示物体动量的变化量。
这个公式描述了冲量与物体动量变化的直接关系。
这三个公式是描述安培力和冲量的基本公式，它们在电磁场中的运用非常广泛。
在电磁学中，通过这些公式可以计算安培力的大小、方向以及作用时间，同时也可以计算物体的动量变化。
这对于理解和应用电磁学原理具有重要的意义。
安培力 磁感应强度说课课件
磁感应强度B：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力 需要更完整的资源请到 新世纪 F跟电流I和导线长度L的乘积 IL的比值。
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步骤3、总结公式：
安培力计算公式：F=BIL
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步骤2、实验探究、总结和验证
实验一：导线方向与磁场方向对安培力的影响（让学生归纳教师启 发）讨论指明：我们只研究两者相垂直的情形
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实验二：找出安培力的大小与哪些因素有关
（实验演示）让学生设计方案（控制变量法）→实验（师生共同演示）→结 论：F＝BIL或B＝F/IL（由学生对表达式进行语言表述，使客观知识演变为主 观知识，既能培养学生的表达能力，又能使学生牢固掌握知识，调动学生动 手动脑，积极思维，有利于培养能力，在教学效果上起到事半功倍的作用，) 提出问题：上面式中比值B有什么意义？（设疑）→启发（F＝QE E=F/q） →类比思维→推测→实验验证→得出结论：可以用比值B表示磁场的强弱―― （引出）磁感强度的定义（定义由学生，补充由师生共同）
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附录
例题1：一根长2m的直导线，通有1A的电流，把它放在
某匀强磁场中，受到的安培力的最大值为1N，求该匀强 磁场的磁应强度。
析：电流所受安培力最大时，即为导线与磁场垂直时，根据磁感应强度的定 义，此时磁感应强度B＝F/IL
教学目标
能力目标 1、通过实验现象分析，掌握新概念，培 养学生观察、思考归纳的逻辑思维能 力 2、使学生学会用类比法学习新概念，用 比值定义物理量等常见的物理方法， 培养学生研究问题方法和分析问题能 力
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磁感应强度与电场强度的比较
磁感应强度 B
物理意义 定 义 式 共同点 特点 共同点 方 向 不同点 描述磁场的性质
电场强度 E
描述电场的性质
都是用比值法进行定义的
B＝F/IL，通电导线与B垂 直，B与F、I、L无关
E＝F/q E与F、q无关
矢量，都遵从矢量合成法则 小磁针N 极的受力方向， 放入该点的正电荷的受 表示磁场方向 力方向，表示电场方向
1.定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场 力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值叫磁感应强度。 2.大小：B ＝F/IL。 3.单位：在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉，简 称特，国际符号是 T，1 T＝ 1 N/A·m。 4.矢量：遵守平行四边形定则。 5.物理意义：描述磁场强弱的物理量。
例2. 下列说法中错误的是（ACD ）
A. 磁场中某处的磁感应强度大小，就是通以电流 I、长
为 L 的一小段导线放在该处时所受磁场力 F 与 I、L 的乘 积的比值
B. 一小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处可
能没有磁场 C. 一小段通电导线放在磁场中 A 处时受磁场力比放在 B
处大，则 A 处磁感应强度比 B 处的磁感应强度大
左手定则：F垂直于B和I所确定的平面
实验：平行电流之间的相互作用 结论: 同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。
同向电流
反向电流
四、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）导线与磁场平行时：
二、磁感应强度
能否用测量 N 极受力的大小来确定磁感应强度的大小？
电流元：很短的一段通电导线中的电流 I 与导线长度 L 的乘积
IL。相当于静电场中的试探电荷。
控制变量法探究影响通电导线受力的因素
二、磁感应强度
实验结论:
B 为比 例系数 F = BIL
2. 不同磁场中，B 一般不同。
二、磁感应强度
磁感应强度 安培力
学习目标
1. 理解磁感应强度 2. 会判断安培力的方向，能计算安培力的大小 3. 了解磁电式电流表的结构和原理
对于不同的磁铁，如电磁起重机可以吊起上百吨的钢 材，而我们在实验室里用到的 U 型磁铁，却只能吸住几枚
铁钉，这不同的磁铁有什么样的奥秘呢？本节课我们就一
起来探讨下。
温故知新
度为1 T．试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向．
课堂小结
解析： 由左手定则和安培力的计算公式得： (1)因导线
与磁感线平行，所以安培力为零；(2)由左手定则知：安培 力方向垂直导线水平向右，大小F＝BIL＝1×0.1×0.2 N＝
0.02 N；(3)安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上，大小F
F 0
B
问题:当磁感应强度B的方向与导线 方向成θ时，导线受到的安培力多 大呢？
I
θ
四、安培力的大小
公式： F=ILBsinθ
B1
B B2
θ
θ 表示磁场方向与电流方向间的夹角
I
0o
90O
F 0
F IBL
针对训练2： 将长度为20 cm、通有0.1 A电流的直导线放入
一匀强磁场中，电流与磁场的方向如下图所示，已知磁感应强
D. 因为 B = F/IL，所以某处磁感应强度的大小与放在该 处的通电小段导线 IL 乘积成反比
一些磁场的磁感应强度 ( 单位: T )
人体器官内的磁场 地磁场在地面附近的平均值 作为 α 磁谱仪核心部件的大型永磁体中心的磁场 电动机或变压器铁芯中的磁场 电视机偏转线圈内的磁场 实验室使用的最强磁场 中子星表面的磁场 原子和表面的磁场 10-13～10-9 5×10-5 0.1346 0.8 ～1.7 约0.1 瞬时103 ，恒定37 106～108 约1012
三、安培力的方向
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。 问题 安培力的方向与什么因素有关呢？
实验表明：通电导体在磁场中 受力方向与电流方向和磁场方向有 关。
实验结果分析
左手定则
试画出下述两实验结果的正视图：
B
B
I
F
I
F
针对训练1：试画出下列各图中安培力的方向：
F
F F
×F
＝BIL＝0.02 N. 答案：(1)0 导线与磁感线平行 (3)0.02 N (2)0.02 N 安培力方
向垂直导线水平向右 垂直导线斜向上．
安培力的方向在纸面内
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。
θ
zxxk
电流表的工作原理
由于安培力与电流成 正比，当线圈中流入的电流越 大时，线圈上产生的安培力越 大，线圈和指针转过的角度也 越大。因此，根据指针偏转角 度的大小，可以知道被测电流 的强弱。
说明：1. 比值定义法。
2. F 是直导线垂直磁场时受到的力。
例1. 由磁感应强度的定Βιβλιοθήκη 式 B = F/IL可知，磁场某处
的磁感应强度的大小 (D
)
A. 随通电导线中的电流 I 的减小而增大 B. 随通电导线长度 L 的减小而增大 C. 随通电导线受力 F 的增大而增大 D. 跟 F、I、L 的变化无关
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。
1. 电场和磁场的共同之处？ 2. 我们是如何描述电场强弱的？ 3. 我们是否可以用类似的方法描述磁场强弱？
一、磁感应强度的方向
1. 磁感应强度：磁感应强度为描述磁场强弱的物理
量，用符号“B”表示。 2. 磁感应强度的方向：物理学中把小磁针在磁场中
静止时 N 极所指的方向规定为该点的磁感应强度的 方向，简称为磁场的方向。 （或者小磁针 N 极所受磁场力的方向，即该点磁感 应强度的方向）