5.3 磁场对电流的作用力
5.3电流周围的磁场
安培
安培最主要的成就是1820～ 1827年对电磁作用的研究：①发 现了安培定则；②发现电流的相 互作用规律；③发明了电流计； ④提出分子电流假说； ⑤总结了 电流元之间的作用规律——安培 定律。为了纪念他在电磁学上的 杰出贡献，电流的单位以他的姓 氏命名。麦克斯韦称赞安培的工 作是“科学上最光辉的成就之一， 还把安培誉为“电学中的牛顿”， 世人称他是电动力学的先创者。
A．B 竖直向上 B．B 水平向右
C.B 水平向右 D.B 竖直向上
5.如图所示，将通电线圈悬挂在磁铁N极附近， 磁铁处于水平位置并和线圈在同一平面内， 且磁铁的轴线经过线圈圆心，线圈将( )
A．转动同时靠近磁铁 B．转动同时离开磁铁 C．不转动，只靠近磁铁 D．不转动，只离开磁铁
7．在纸面上有一个等边三角形ABC，在B、C顶点 处是通有相同电流的两根长直导线，导线垂直于
图 2－1－4
A．内部的小磁针的 N 极向外转，外部的小磁针的 N 极 向外转
B．内部的小磁针的 N 极向里转，外部的小磁针的 N 极 向外转
C．内部的小磁针的 N 极向外转，外部的小磁针的 N 极 向里转
D．内部的小磁针的 N 极向里转，外部的小磁针的 N 极 向里转
1．通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针， 磁针指向如图所示，则( ) A．螺线管的 P 端为 N 极，a 接电源的正极
A．向右飞的正粒子 B．向左飞的负粒子 C．向右飞的负粒子 D．向左飞的正粒子
图 2－1－2
二、安培定则的应用 在图中，分别给出了导线中的电流方向或磁场
中某处小磁针 N 极的指向或磁感线方向．请画出对应的磁感 线(标上方向)或电流方向．
1. (2011·铜川检测)一环形线圈和两个小磁针如图所示位 置，开始两个小磁针与环形线圈在同一个平面内，当线圈中 通以如图 2－1－4 所示的电流之后，两个小磁针将( )
磁场对电流的作用力
磁场对电流的作用力【知识导航】目录热点题型一安培定则的应用及磁场的叠加 (1)热点题型二导体运动趋势的判断 (3)热点题型三安培力作用力下的平衡或加速问题 (4)安培力作用下导体的平衡问题 (5)安培力作用下导体的加速问题 (6)【题型演练】 (7)【题型归纳】热点题型一安培定则的应用及磁场的叠加磁场叠加问题的一般解题思路(1)确定磁场场源，如通电导线．(2)定位空间中需求解磁场的点，利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向．如图所示为M、N在c点产生的磁场．(3)应用平行四边形定则进行合成，如图中的合磁场．【例1】(2018·高考全国卷Ⅱ)如图，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L 2中的电流方向向上；L 1的正上方有a 、b 两点，它们相对于L 2对称．整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B 0，方向垂直于纸面向外．已知a 、b 两点的磁感应强度大小分别为13B 0和12B 0，方向 也垂直于纸面向外．则 ( )A ．流经L 1的电流在b 点产生的磁感应强度大小为712B 0 B ．流经L 1的电流在a 点产生的磁感应强度大小为112B 0C ．流经L 2的电流在b 点产生的磁感应强度大小为112B 0 D ．流经L 2的电流在a 点产生的磁感应强度大小为712B 0 【变式】(2017·高考全国卷Ⅱ)如图，三根相互平行的固定长直导线L 1、L 2和L 3两两等距，均通有电流I ，L 1中电流方向与L 2中的相同，与L 3中的相反．下列说法正确的是( )A ．L 1所受磁场作用力的方向与L 2、L 3所在平面垂直B ．L 3所受磁场作用力的方向与L 1、L 2所在平面垂直C ．L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为1∶1∶3D ．L 1、L 2和L 3单位长度所受的磁场作用力大小之比为3∶3∶1【变式2】(2017·高考全国卷Ⅱ)如图，在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中，两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置，两者之间的距离为l .在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时，纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零．如果让P 中的电流反向、其他条件不变，则a 点处磁感应强度的大小为()A．0 B．33B0 C．233B0 D．2B0热点题型二导体运动趋势的判断判断导体运动趋势常用方法环形电流小磁针条形磁铁通电螺线管多个环形电流【例2】一个可以自由运动的线圈L1和一个固定的线圈L2互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，如图所示．当两线圈中通以图示方向的电流时，从左向右看，线圈L1将()A．不动B．顺时针转动C．逆时针转动D．在纸面内平动【变式1】．(2019·唐山模拟) 将长为L 的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直纸面向外、大小为B 的匀强磁场中，两端点A 、C 连线竖直，如图所示．若给导线通以由A 到C 、大小为I 的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是( )A ．ILB ，水平向左B ．ILB ，水平向右C ．3ILB π，水平向右D ．3ILB π，水平向左 【变式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．当线圈内通以图中方向的电流后，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热点题型三 安培力作用力下的平衡或加速问题1．安培力公式F ＝BIL 中安培力、磁感应强度和电流两两垂直，且L 是通电导线的有效长度．2．通电导线在磁场中的平衡和加速问题的分析思路(1)选定研究对象；(2)变三维为二维，如侧视图、剖面图或俯视图等，并画出平面受力分析图，其中安培力的方向要注意F 安⊥B 、F 安⊥I ，如图所示．(3)列平衡方程或牛顿第二定律方程进行求解．安培力作用下导体的平衡问题 【例4】．如图所示，两平行光滑金属导轨MN 、PQ 间距为l ，与电动势为E 、内阻不计的电源相连，质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面的夹角为θ，回路其余电阻不计．为使ab 棒静止，需在空间施加一匀强磁场，其磁感应强度的最小值及方向分别为( )A ．mgR El ，水平向右 B.mgR cos θEl，垂直于回路平面向上 C ．mgR tan θEl ，竖直向下 D.mgR sin θEl，垂直于回路平面向下 【变式1】如图所示，有两根长为L 、质量为m 的细导体棒a 、b ，a 被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b 被水平固定在与a 在同一水平面的另一位置，且a 、b 平行，它们之间的距离为x .当两细棒中均通以电流为I 的同向电流时，a 恰能在斜面上保持静止，则下列关于b 的电流在a 处产生的磁场的磁感应强度的说法正确的是( )A ．方向竖直向上B ．大小为2mg 2LIC ．要使a 仍能保持静止，而减小b 在a 处的磁感应强度，可使b 上移D ．若使b 下移，a 将不能保持静止【变式2】如图所示，一劲度系数为k 的轻质弹簧，下面挂有匝数为n 的矩形线框abcd ，bc 边长为l ，线框 的下半部分处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B ，方向与线框平面垂直(在图中垂直于纸面向里)，线框中 通以电流I ，方向如图所示，开始时线框处于平衡状态．令磁场反向，磁感应强度的大小仍为B ，线框达到 新的平衡，则在此过程中线框位移的大小Δx 及方向是( )A ．Δx ＝2nBIl k ，方向向上B ．Δx ＝2nBIl k，方向向下 C ．Δx ＝nBIl k ，方向向上 D ．Δx ＝nBIl k，方向向下 安培力作用下导体的加速问题【例5】．(2019·山西太原模拟)一金属条放置在相距为d 的两金属轨道上，如图所示．现让金属条以v 0的初速度从AA ′进入水平轨道，再由CC ′进入半径为r 的竖直圆轨道，金属条到达竖直圆轨道最高点的速度大小为v ，完成圆周运动后，再回到水平轨道上，整个轨道除圆轨道光滑外，其余均粗糙，运动过程中金属条始终与轨道垂直且接触良好．已知由外电路控制流过金属条的电流大小始终为I ，方向如图中所示，整个轨道处于水平向右的匀强磁场中，磁感应强度为B ，A 、C 间的距离为L ，金属条恰好能完成竖直面内的圆周运动．重力加速度为g ，则由题中信息可以求出( )A．金属条的质量B．金属条在磁场中运动时所受的安培力的大小和方向C．金属条运动到DD′时的瞬时速度D．金属条与水平粗糙轨道间的动摩擦因数【变式1】光滑的金属轨道分水平段和圆弧段两部分，O点为圆弧的圆心．两金属轨道之间的宽度为0.5 m，匀强磁场方向如图所示，大小为0.5 T．质量为0.05 kg、长为0.5 m的金属细杆置于金属水平轨道上的M点．当在金属细杆内通以电流强度为2 A的恒定电流时，金属细杆可以沿轨道向右由静止开始运动．已知MN＝OP ＝1 m，则下列说法中正确的是()A．金属细杆开始运动时的加速度大小为5 m/s2 B．金属细杆运动到P点时的速度大小为5 m/s C．金属细杆运动到P点时的向心加速度大小为10 m/s2D．金属细杆运动到P点时对每一条轨道的作用力大小为0.75 N【变式2】如图所示，两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ放在导轨上，使其水平且始终与导轨保持良好接触．现在金属棒PQ中通以变化的电流I，同时释放金属棒PQ使其运动．已知电流I随时间变化的关系为I＝kt(k为常数，k>0)，金属棒PQ与导轨间的动摩擦因数一定．以竖直向下为正方向，则下面关于金属棒PQ的速度v、加速度a随时间变化的关系图象中，可能正确的是()【题型演练】1.(2019·江西十校模拟)1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应．在奥斯特实验中，将直导线沿南北方向水平放置，小指针靠近直导线，下列结论正确的是()A ．把小磁针放在导线的延长线上，通电后，小磁针会转动B ．把小磁针平行地放在导线的下方，在导线与小磁针之间放置一块铝板，通电后，小磁针不会转动C ．把小磁针平行地放在导线的下方，给导线通以恒定电流，然后逐渐增大导线与小磁针之间的距离，小磁针转动的角度(与通电前相比)会逐渐减小D ．把黄铜针(用黄铜制成的小指针)平行地放在导线的下方，通电后，黄铜针会转动2.(2019·南师附中)如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.质量为m 长为L 的金属杆ab 垂直导轨放置，整个装置处于垂直ab 方向的匀强磁场中．当金属杆ab 中通有从a 到b 的恒定电流I 时，金属杆ab 保持静止．则磁感应强度的方向和大小可能为 ( )A ．竖直向上，mg cot θILB ．平行导轨向上，mg cos θILC ．水平向右，mg ILD ．水平向左，mg IL3.(2019·湖南师大附中月考)如图所示，两根平行放置、长度均为L 的直导线a 和b ，放置在与导线所在平面垂直的匀强磁场中．当a 导线通有电流大小为I 、b 导线通有电流大小为2I ，且电流方向相反时，a 导线受到的磁场力大小为F 1，b 导线受到的磁场力大小为F 2，则a 通电导线的电流在b 导线处产生的磁感应强度大小为( )A.F 22ILB.F 1ILC.2F 1－F 22ILD.2F 1－F 2IL4．(2019·河南六市联考)如图所示，PQ 和MN 为水平平行放置的金属导轨，相距L ＝1 m ．P 、M 间接有一个电动势为E＝6 V、内阻不计的电源和一只滑动变阻器，导体棒ab跨放在导轨上并与导轨接触良好，棒的质量为m＝0.2 kg，棒的中点用细绳经定滑轮与物体相连，物体的质量M＝0.4 kg.棒与导轨的动摩擦因数为μ＝0.5(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，导轨与棒的电阻不计，g取10 m/s2)，匀强磁场的磁感应强度B ＝2 T，方向竖直向下，为了使物体保持静止，滑动变阻器连入电路的阻值不可能的是()A．2 Ω B.2.5 Ω C．3 Ω D．4 Ω5．通有电流的导线L1、L2、L3、L4处在同一平面(纸面)内，放置方式及电流方向如图甲、乙所示，其中L1、L3是固定的，L2、L4可绕垂直纸面的中心轴O转动，则下列描述正确的是()A．L2绕轴O按顺时针转动B．L2绕轴O按逆时针转动C．L4绕轴O按顺时针转动D．L4绕轴O按逆时针转动6.(2019·广东肇庆模拟)如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M指向N，在两轨间存在着竖直磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t＝0时导线恰好静止，若B按如图乙所示的余弦规律变化，下列说法正确的是()A．在最初的一个周期内，导线在导轨上往复运动B．在最初的一个周期内，导线一直向左运动C．在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D．在最初的半个周期内，导线的速度先增大后减小7.(2019·汕头模拟)如图是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈中a、b两条导线长均为l，通以图示方向的电流I，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B.则()A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将顺时针转动D．a、b导线受到的安培力大小总为BIl8.如图所示，两根间距为d的平行光滑金属导轨间接有电源E，导轨平面与水平面间的夹角θ＝30°，金属杆ab垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中．当磁场方向垂直导轨平面向上时，金属杆ab刚好处于静止状态，要使金属杆能沿导轨向上运动，可以采取的措施是()A．增大磁感应强度B B．调节滑动变阻器使电流增大C．增大导轨平面与水平面间的夹角θ D．将电源正负极对调使金属杆中的电流方向改变9.如图所示，在水平地面上固定一对与水平面倾角为α的光滑平行导电轨道，轨道间的距离为l，两轨道底端的连线与轨道垂直，顶端接有电源．将一根质量为m的直导体棒ab放在两轨道上，且与两轨道垂直．已知通过导体棒的恒定电流大小为I，方向由a到b，重力加速度为g，在轨道所在空间加一竖直向上的匀强磁场，使导体棒在轨道上保持静止．(1)求磁场对导体棒的安培力的大小；(2)如果改变导轨所在空间的磁场方向，试确定使导体棒在轨道上保持静止的匀强磁场磁感应强度B的最小值和方向．10.如图所示，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均为0.5 cm；闭合开关，系统重新平衡后，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．。
磁场与电流的作用
磁场与电流的作用
磁场和电流之间有着紧密的关系。
磁场是由电流产生的，并且电流
在存在磁场的情况下也会受到磁场的影响。
1. 电流产生磁场：当电流通过导线时，会形成一个有方向的磁场环
绕着导线。
这个磁场的方向与电流的方向有关，在导线周围形成一个
闭合的磁场线圈。
这个现象被称为“安培环路定理”。
2. 磁场对电流的作用：磁场可以对通过其的电流施加力。
根据洛伦
兹力定律，当电流通过一个磁场时，会受到与电流方向垂直的力，即
洛伦兹力。
这个力的大小与电流强度和磁场强度有关。
3. 磁场对电流的方向有影响：根据右手定则，当电流通过一个磁场时，磁场会对电流的方向施加一个力矩，使得电流在磁场中发生偏转。
这个定则可以用来确定电流受到磁场力的方向。
4. 电流产生磁场并产生相互作用：当多个导线中有电流通过时，它
们各自产生的磁场会相互作用。
这种相互作用可以导致导线之间的吸
引或排斥，这是基于电磁感应原理的基础。
总的来说，磁场和电流之间的作用是相互的。
电流可以产生磁场并
受到磁场力的作用，而磁场则可以对电流施加力并改变电流的方向。
这些相互作用是电磁学和电动力学的基础，并在电磁装置和电路中得
到广泛应用。
5.3 磁场力
B
I
三、磁场力的方向
通电导体在磁场中所受的磁场力的方 向，可用左手定则来判断。
左手定则：伸开左掌， 使大拇指与四指垂直且 在同一平面内，让磁感 线垂直穿过掌心，四指 指电流的方向，则大拇 指的方向为磁场力的方 向。
四、课堂练习
v 1、如下图，匀强磁场B=2T，导体长L=1m， 通以I=5A的电流，试计算导体所受的磁场力， 并指明或标出磁场力的方向。
导线受到的磁场力为： F＝B I L
其中：B—匀强磁场磁感强度；
F
I
B
I—导体中通过的电流；
L—直导体的长度。
当通电直导线与磁场方向不垂直时 ，即电 流方向与磁场方向成某一夹角θ时，导线受 到的磁场力为：
F＝B I L sinθ
B
θ
I
从上述公式可知，当通电直导线与磁场方 向平行时 ，即：θ=0时，导线受到的磁场力：
v 2、在下列四个图中，标出了磁场B的方向、 通电直导线中电流I的方向，以及通电直导 线所受磁场力F的方向，其中正确的是（ ）
五、电动机及其工作原理 1、电动机：通电后能旋转起来的设备。
2、电动机的工作原理： 通电线圈的两边在磁场中分别受到磁 场力F、F’的作用，在F、F’的作用下 线圈要转动起来。
第三节：磁场对电流的作用力
第三节：磁场对电流的作用力 （电磁生力）
内容提要
1、磁场力 2、磁场力的大小 3、磁场力的方向 4、左手定则 5、电动机及其工作原理
一、磁场力：通电导体在磁场中要 受到磁场对它力的作用，这个力我们 称为磁场力，又叫安培力。
二、电磁力的大小
实验表明，当通电直导线垂直磁场方向时 ，
磁场对电流元的作用力
磁场对电流元的作用力要理解磁场对电流元的作用力，首先需要了解磁场的本质。
磁场是一种无源的力场，由电流元或磁体产生。
它的作用是施加力或扭矩于其他电流元或磁体。
根据安培定律，电流元所受的作用力与电流元本身的长度、所受磁场强度和所受磁场方向有关。
具体而言，安培定律可以表示为以下公式：F = BILsinθ其中，F是磁场对电流元作用力的大小，B是磁场的磁感应强度，I是电流元的电流大小，L是电流元的长度，θ是磁场和电流元之间的夹角。
上述公式可以解释为：当电流元和磁场方向相互垂直时，即θ=90°，磁场对电流元的作用力最大；当电流元和磁场方向平行时，即θ=0°或180°，磁场对电流元的作用力最小。
根据这个公式，我们可以得出以下几个结论：1.磁场对电流元的作用力与电流大小正相关。
电流元的电流越大，作用力也越大；电流趋近于零时，作用力也趋近于零。
2.磁场对电流元的作用力与电流元的长度正相关。
电流元的长度越长，作用力也越大；长度趋近于零时，作用力也趋近于零。
3.磁场对电流元的作用力与磁场强度正相关。
磁场强度越大，作用力也越大；磁场强度趋近于零时，作用力也趋近于零。
4.磁场对电流元的作用力与磁场和电流元之间的夹角的正弦值有关。
夹角越大，作用力也越大；夹角趋近于零或180度时，作用力也趋近于零。
此外，还有两个特殊情况需要注意：1.当磁场和电流元平行时，即θ=0度或180度，磁场对电流元的作用力为零。
这是因为在这种情况下，电流元和磁场方向相同或相反，不会产生力。
2.当电流元所在导线与磁场方向平行时，即电流元嵌套在磁场中，磁场对电流元的作用力的大小为零。
这是因为磁场的磁感应线是闭合曲线，所以在导线内部的磁感应线方向和外部一致，导致作用力相互抵消。
总结起来，磁场对电流元的作用力由磁感应强度、电流大小、电流元的长度和磁场与电流元的夹角共同决定。
通过改变这些因素，可以控制磁场对电流元的作用力的大小和方向。
高三物理磁场对电流的作用试题答案及解析
高三物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（）A．安培力的方向可以不垂直于直导线B．安培力的方向总是垂直于磁场的方向C．安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D．将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半【答案】B【解析】根据安培左手定则，伸开左手，使大拇指和四指垂直，四指指向电流方向，磁感线穿过手心，大拇指所指的方向就是安培力的方向，可见安培力的方向即大拇指方向总是垂直于电流方向即导线也就是四指指向，选项A错。
而磁场方向穿过手心，大拇指垂直于磁场方向和电流方向做决定的平面，即安培力的方向垂直于磁场方向，选项B对。
根据安培力的大小的计算公式，是磁场方向和电流方向的夹角，所以安培力大小与通电导线和磁场方向的夹角有关，选项C错。
若直导线从中点折成直角，则前半段受安培力为，后半段受安培力为，由于夹角不确定，所以的合力不一定等于，所以选项D错。
【考点】安培左手定则.圆环水平固定放2.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示．则（）A．θ＝0时，杆产生的电动势为2BavB．θ＝时，杆产生的电动势为 BavC．θ＝0时，杆受的安培力大小为D．θ＝时，杆受的安培力大小为【答案】AD【解析】由图知，当θ＝0时，根据E=BLv可求杆产生的电动势为2Bav，故A正确；当θ＝时，，电流，杆产生的电动势为Bav，由B错误；θ＝0时，回路总电阻R=（2+π）aR所以杆受的培力，所以C错误；θ＝时，回路总电阻，所以杆受的安培力，故D正确。
【考点】本题考查电磁感应3.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。
将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。
高中物理学习细节之交变电流5.3电感和电容对交变电流的影响 含解析
【学习目标】1。
通过实验了解电感器对交变电流的阻碍作用，能够运用所学知识分析含有电感的简单交变电路。
2. 通过实验了解电容器对交变电流的阻碍作用，能够分析简单交变电路中电容器的作用。
3. 简单了解电感器和电容器在电工和电子技术中的应用。
重点难点:1。
交变电流“通过”电容器的原理。
2。
影响容抗、感抗大小的因素。
【自主学习】一、电感器对交变电流的阻碍作用实验现象：（1)如图所示,把线圈L与灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上。
取直流电源的电压与交流电压的有效值相等，接通直流电源时,灯泡亮些；接通交流电源时，灯泡暗些。
(2)在图乙中,保持交流电源不变,而改用自感系数大的线圈，或保持电感线圈不变，而改用频率更高的交流电源,灯泡比原来更暗。
1. 感抗（1)物理意义：表示电感线圈对_________电流__________作用的大小。
(2）影响感抗大小的因素：线圈的___________越大，交流的________越高,感抗越大。
2。
感抗的应用类型区别低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通直流、阻交流通直流、通低频、阻高频二、交变电流能够通过电容器实验现象:如图所示，把电容器C与灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上.取直流电源的电压与交流电压的有效值相等.接通直流电源时，灯泡不亮；接通交流电源时,灯泡亮。
以上现象说明_______电流能够通过电容器,____________不能通过电容器。
三、电容器对交变电流的阻碍作用实验现象：(1)如图所示，把电容器C与灯泡串联起来，先把它们接到交流电源上，再把电容器取下来，使灯泡直接接到交流电源上，灯泡要比有电容器时更亮.（2）在甲图中,若保持交流电源不变，而改用电容大的电容器，或保持电容器的电容不变，而改用频率更高的交流电源，灯泡比原来更亮。
1。
容抗：(1）物理意义：表示电容器对_________电流________作用的大小.（2) 影响容抗大小的因素：电容器的_______越大，交流的_________越高，容抗越小。
磁场对通电导线的作用力
F=ILB sinθ
对公式的理解
F＝BIL
★只适用匀强磁场
★不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关
★L是有效长度，不一定是导线实际长度
【例3】如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等 边直角三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力 怎样求？大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向 怎样？如果电流沿ab边从a到b，ab边受安培力多大？
B
I
D
A
结论：两通电导线有达到电流方向相同，并靠
近的趋势
M
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 I1 如图所示， ab 边与 NM 平行。判断线 框将如何运动
a I2
d
M a b
B
c
d
N
I1
I2
b N
c
正确答案：B、C
应用二--安培力作用下物体的平衡问题：
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
A
例：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，则 磁感应强度B为 _________.
B
N
×
θ mg
F
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，
高二物理《磁场》重难知识点解析及综合能力精析
高二《磁场》重难点精析及综合能力强化训练高中，物流，高一力学是基础，高二电磁学是根本，高三知识综合用，所以高二部分，往往是高考的难点和重点，应当全面掌握这一块的方法和内容，综合利用。
I. 重难知识点精析一、知识点回顾1、磁场(1)磁场的产生：磁极周围有磁场；电流周围有磁场（奥斯特实验），方向由安培定则（右手螺旋定则）判断（即对直导线，四指指磁感线方向；对环行电流，大拇指指中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指螺线管内部的磁感线方向）；变化的电场在周围空间产生磁场（麦克斯韦）。
(2)磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁极、电流（安培力）和运动电荷（洛仑兹力）有力的作用(对磁极一定有力的作用；对电流和运动电荷只是可能有力的作用，当电流、电荷的运动方向与磁感线平行时不受磁场力作用)。
2、磁感应强度ILF B =（条件：L ⊥B ，并且是匀强磁场中，或ΔL 很小）磁感应强度B 是矢量。
3、磁感线⑴用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线。
磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N 极的指向。
磁感线的疏密表示磁场的强弱。
⑵磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）。
⑶要熟记常见的几种磁场的磁感线4、安培力——磁场对电流的作用力(1)BIL F =(只适用于B ⊥I ，并且一定有F ⊥B, F ⊥I ，即F 垂直B 和I 确定的平面。
B 、I 不垂直时，对B 分解，取与I 垂直的分量B ⊥)(2)安培力方向的判定：用左手定则。
通电环行导线周围磁场地球磁场 通电直导线周围磁场另：只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定。
5、洛仑兹力——磁场对运动电荷的作用力，是安培力的微观表现(1)计算公式的推导：如图，整个导线受到的安培力为F 安 =BIL ；其中I=nesv ；设导线中共有N 个自由电子N=nsL ；每个电子受的磁场力为F ，则F 安=NF 。
教案：磁场对电流的作用
磁场对电流的作用一、磁场对载流直导体的作用电磁力：把通电导体在磁场中受到的作用力。
也称安培力，用F 表示，单位是牛顿（N）。
1、电磁力的大小通电导体长度一定时，电流越大，导体所受电磁力越大；电流一定时，通电导体越长，所受电磁力越大。
电磁力F的大小与导体电流成正比，与导体在磁场中的有效长度及载流导体所在位置的磁感应强度成正比。
即：F=BIL 式中 B—均匀磁场的磁感应强度（特）；I —导体中的电流强度（安）；L—导体在磁场中的有效长度（米）；F—导体受到的电磁力（牛）；如果电流方向与磁场方向不垂直，夹角为α，则电磁力计算公式 F=BILsinα当导体垂直于磁感应强度的方向放置时，α=90o,导体所受到的电磁力最大；当导体与磁场方向平行放置时，α=0o,导体所受到的电磁力最小，为零。
2、电磁力的方向若改变导体电流方向或磁极极性，则导体会向相反方向运动，通电直导体在磁场中的受力方向可用左手定则来判断。
平伸左手，让大拇指与其余四指垂直，让磁力线垂直穿入掌心，四指指向电流方向，则大拇指所指即为通电导体所受电磁力方向。
教案内容、过程教法时间分配【例题】如图所示，在磁感应强度大小为B的磁场中垂直放置一根长为5m的载流直导体，测得受到的电磁力为2N，试求：(1)磁感应强度B；(2)标出电磁力的方向；(3)若通入导体的电流为0，则导体受到的电磁力为多少？该区域的磁感应强度为多少？解：(1) 电磁力F=BIL将F=2N,L=5m,I=2A代入上式求得B=F/(IL)=0.2T(2)电磁力方向垂直向上(3)F=0，B=0.2T3、平行直导线间的作用给两根平行直导体通以相同方向的电流，导体之间将相互吸引；通以相反方向的电流，导体之间将相互排斥。
高压输电线采用裸导线输电，导线之间将产生吸引力，为防止输电线路短路，两根输电线之间必须保持一定距离。
二、磁场对通电线圈的作用如图所示，在均匀磁场中放置一个矩形线圈,当给线圈通入电流时，线圈的两个有效边受到的作用力大小相等、方向相反，构成一对力偶，产生电磁转矩，使线圈绕轴线旋转起来，线圈的旋转方向可用左手定则判断。
每日一面高中物理《安培力》教案
每日一面高中物理《安培力》教案一、教学内容本节课选自高中物理教材《物理》选修31第三章第一节《磁场对电流的作用力》，详细内容围绕安培力的定义、计算公式以及应用进行讲解。
二、教学目标1. 理解安培力的概念，掌握安培力的计算公式。
2. 学会运用安培力解决实际问题，提高学生的实践应用能力。
3. 培养学生的空间想象能力和团队合作意识。
三、教学难点与重点重点：安培力的计算公式及其应用。
难点：安培力方向的理解，以及安培力在实际问题中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：电流表、磁铁、导线、电源、实验器材等。
2. 学具：笔记本、教材、计算器等。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过演示电流表受到磁铁作用的实验，引导学生思考磁场对电流的作用力。
2. 知识讲解：(1) 安培力的定义：电流在磁场中受到的力称为安培力。
(2) 安培力的计算公式：F = BILsinθ，其中B为磁感应强度，I为电流强度，L为电流元的长度，θ为电流方向与磁场方向的夹角。
3. 例题讲解：讲解安培力的计算方法和应用，通过实例分析，使学生更好地理解和掌握安培力的计算。
4. 随堂练习：设计具有针对性的练习题，让学生巩固所学知识，提高解题能力。
5. 小组讨论：针对实际问题，引导学生进行小组讨论，培养学生的团队合作意识和解决问题的能力。
六、板书设计1. 安培力的定义2. 安培力的计算公式：F = BILsinθ3. 安培力的应用实例4. 练习题解答过程七、作业设计1. 作业题目：(1) 计算给定电流和磁场条件下，安培力的方向和大小。
(2) 分析给定电路中，安培力对电路元件的影响。
2. 答案：八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对安培力的理解程度，以及对安培力计算公式的掌握情况。
2. 拓展延伸：引导学生了解安培力的应用领域，如电机、发电机等，激发学生的学习兴趣。
同时，布置一道综合性的思考题，让学生在课后进一步巩固所学知识。
通过本节课的学习，使学生掌握安培力的基本概念和计算方法，培养学生的实践应用能力，提高学生的物理素养。
2021年电磁作业答案5-7章.7
第5章 恒定电流的磁场欧阳光明（2021.03.07）5.1简述安培力定理答：在真空中有两个通有恒定电流I 1和I 2的细导线回路，它们的长度分别是l 1和l 2。
通有电流I 1的回路对通有电流I 2 的回路的作用力F 12是5.2一个半径为a 的圆线圈，通有电流I ，求圆线圈轴线上任一点的磁感应强度B 。
解：根据电流的对称性，采用圆柱坐标系，坐标原点设在圆形线圈的圆心，Z 轴与线圈轴线重合，场点P 的坐标为),,0(z α ，取一个电流元＇αIad ，源点坐标为),,(０＇αa ,如题5-2图所示，则r z ae Ze -Ｒ＝，当z=0时，Zea I a U B 23220)(2=5.3简述洛仑兹力答：电荷以某一速度v 在磁场运动，磁场对运动电荷有作用力，这种作用力称为洛仑兹力，洛仑兹力与运动电荷垂直。
所以，他不作功，只改变运动电荷的方向，不改变运动电荷的速度。
5.4 矢量磁位与磁感应强度的关系是什么？ 答：矢量磁位的旋度是磁感应强度5.5已知某一电流在空间产生的矢量磁位A ，求磁感应强度B 。
（xyz e xy e y xe A z y x422-+=）解： )4()(22z y x z y xxyze e xy ye x e ze y exA B -+⨯∂∂+∂∂+∂∂=⨯∇= =z y x x z y ze x y yze xze xze e x yze ey )(44442222-++-=--+5.6 有一根长位2L 的细直导线与柱坐标的z 轴重合，导线的中心在坐标原点。
设导线中通有电流I ，方向沿z 轴的方向。
1）求空间任一点()z p ,,ϕρ 的矢量磁位A ；2）求在z=0的平面上任一点()z p ,,ϕρ的矢量磁位A 。
当ρ<<2L 和ρ>>2L 时，结果又如何？解：1）由于对称性，可以只讨论Z ≥0的情况由矢量磁位方程得：ze RIdz dA πμ40=θsin r R =θrctg Z Z-=＇θθd r dZ2sin =＇θθπμπμd Ie e RdZd zz sin 44I A 00==＇在整条线段上积分得 由 C ctg d +-=⎰)sin 1ln(sin θθθθ 得)cos 1(sin )cos 1(sin ln4sin cos sin 1sin cos sin 1ln 4122101112220θθθθπμθθθθθθπμ--=--=z z Ie e Ie A 由图可知 221)(sin l z r r ++=θ 222)(sin l z r r -+=θ（1）z e l z l z r l z l z r I A )()()()(ln422220+-++---+=πμ（2）在Z=0时，r ll r I r l l r I e l l r l l r l l r l l r I e l l r ll r I A zz ++++=++-+++++=-+++=2202222022222222022220ln 2)(ln 4))(())((ln 4ln 4πμπμπμπμ5.7什么是磁偶极子？答：如果观察距离R 远远大于一个小圆形电流线圈的半径（半径为r ），即R>>r 。
电流的磁效应(教案)
电流的磁效应教学目标：1. 了解电流的磁效应的概念。
2. 掌握电流产生磁场的原理。
3. 能够运用电流的磁效应解释生活中的现象。
教学重点：1. 电流的磁效应的概念。
2. 电流产生磁场的原理。
教学难点：1. 电流的磁效应在生活中的应用。
教学准备：1. 电流表、电压表、导线、电池等实验器材。
2. 磁铁、铁钉等物品。
教学过程：第一章：电流的磁效应简介1.1 引入：通过观察磁铁吸引铁钉的现象，引导学生思考电流与磁场之间的关系。
1.2 讲解：电流的磁效应是指电流通过导线时，周围会产生磁场。
这个磁场会对周围的磁铁产生作用力。
1.3 互动：让学生分组进行实验，观察电流通过导线时对磁铁的作用力，并记录实验结果。
第二章：电流产生磁场的原理2.1 引入：通过观察电流表指针的偏转，引导学生思考电流与磁场之间的关系。
2.2 讲解：根据安培定律，当电流通过导线时，周围会产生磁场。
磁场的方向与电流的方向有关。
2.3 互动：让学生分组进行实验，观察电流通过导线时产生的磁场方向，并记录实验结果。
第三章：电流的磁效应实验3.1 引入：通过观察磁铁吸引铁钉的现象，引导学生思考电流与磁场之间的关系。
3.2 讲解：当电流通过导线时，周围会产生磁场，这个磁场会对周围的磁铁产生作用力。
3.3 互动：让学生分组进行实验，观察电流通过导线时对磁铁的作用力，并记录实验结果。
第四章：电流的磁效应在生活中的应用4.1 引入：通过观察电风扇的运行，引导学生思考电流的磁效应在生活中的应用。
4.2 讲解：电流的磁效应在生活中的应用非常广泛，例如电风扇的电机就是利用电流的磁效应来工作的。
4.3 互动：让学生举例说明电流的磁效应在其他日常生活中的应用。
第五章：总结与评价5.1 引入：通过回顾本节课的学习内容，引导学生总结电流的磁效应。
5.2 讲解：本节课我们学习了电流的磁效应的概念、原理以及在生活中应用。
电流的磁效应是电磁学的基础知识，对于理解电与磁的关系非常重要。
《5.3 磁场 磁感应强度》教学设计
《5.3 磁场磁感应强度》教学设计【教学内容】第五单元第3节。
【教学目标】1.理解磁场、磁感线、磁感应强度、匀强磁场、磁通量等概念；理解电流的磁场，会运用右手螺旋定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向。
2.会运用磁感线描述磁场，能运用磁感强度和磁通量的定义式进行简单的计算；逐步学会用观察、归纳等方法进行分析推理、发现事物规律。
3.通过电磁研究历史的简单介绍，比如奥斯特实验及意义，激发学生热爱科学献身科学的热情，通过介绍我国古代劳动人民对有关磁现象的研究成果，培养学生的民族自豪感和爱国热情。
【教学重点】磁感应强度、右手螺旋定则。
【教学难点】磁感线、磁通量。
【教具准备】条形、蹄型磁铁，小磁针，铁屑，螺线管，导线，电池组等。
【教学过程】◆创设情境──引出课题1．回顾复习初中所学磁场知识（1）什么是磁性？（2）什么是磁体？（3）电流能产生磁场吗？（4）电流的磁场的方向与电流方向之间有什么关系？2．我国古代对磁现象的研究成果及应用（1）大约在春秋末期（约前四五世纪）成书的《管子·地数篇》、战国时期的《鬼谷子》、战国末期的《吕氏春秋》等，都曾记述了天然磁石及其吸铁现象，记述了世界上最古老的指南针──“司南”。
（2）汉代王充在其著作《论衡》中对世界上最古老的指南针（司南）了进一步详细的记述，他写道：“司南之杓，投之以地，其柢指南。
”（3）沈括在《梦溪笔谈》（卷廿四）中写道：“方家以磁石摩铁峰，则能指南，然常微偏东，不全南也。
”这是世界上最早的关于地磁偏角的文字记载。
（4）中国是最早将指南针用于航海的国家。
南宋后，罗盘在航海中普遍使用，约12世纪末13世纪初中国指南针由海路传入阿拉伯，又由阿拉伯传到欧洲。
3．教师讲述：对此现象的研究，开始于对天然磁体的研究，奥斯特实验之后，人们开始了对电流磁场的研究，这直接导致了人们对利用磁场产生电流的研究，这一研究的成功是人类进入了使用电力的文明时代。
◆合作探究──新课学习一、磁场、磁感线1．认识磁场（1）什么是磁场？磁场是存在于磁体和电流周围的特殊物质，它的基本特性就是对处在其中的磁极、电流有磁场力的作用。
05磁路和磁场
质都是反磁性物质，又称为做抗磁性物质。在磁场中放置反磁性 物质，磁感应强度 B 略有减小。
(3) 铁磁性物质：r >> 1，且不是常数，如铁、钢、铸铁、镍、
钴等物质都是铁磁性物质。在磁场中放入铁磁性物质，可使磁感 应强度 B 增加几千甚至几万倍。
图 5-3 磁场对直线电流的作用力
F B2Il BIlsin
当 = 90 时，安培力 F 最大；当 = 0 时，安培力 F = 0。
2．单位 公式中各物理量的单位均采用用国际单位制：安培力 F的 单位用N (牛)；电流I的单位用A (安)；长度l的单位用m (米)； 磁感应强度 B 的单位用T (特)。
为便于对各种物质的导磁性能进行比较，以真空磁导率 0
为基准，将其他物质的磁导率 与 0 比较，其比值称为相对
磁导率，用 r 表示，即
r
0
根据相对磁导率 r 的大小，可将物质分为三类：
(1) 顺磁性物质：r 略大于 1，如空气、氧、锡、铝、铅等物
质都是顺磁性物质。在磁场中放置顺磁性物质，磁感应强度 B 略 有增加。
三、电流的磁场
1．电流的磁场
直导线电流所产生的磁场方向可用安培定则来判定，方 法是：用右手握住导线，让拇指指向电流方向，四指所指的 方向就是磁感线的环绕方向。
环形电流的磁场方向也可用安培定则来判定，方法是： 让右手弯曲的四指和环形电流方向一致，伸直的拇指所指的 方向就是导线环中心轴线上的磁感线方向。
1．磁场对放置于其中的直线电流有力的作用，其大小F = BIl
sin，方向可用左手定则判断。
2．磁场的性质：磁场具有力的性质和能量性质。
3．磁场方向：在磁场中某点放一个可自由转动的小磁针，它N 极所指的方向即为该点的磁场方向。
初中物理电磁感应、磁场对电流的作用
磁场对电流的作用力电动机电磁感应一、电磁感应现象（1）电磁感应现象是英国的物理学家第一个发现的。
（2）电磁感应：的一部分导体在磁场中做运动时，导体中就会产生电流。
感应电流：由于电磁感应产生的电流叫。
（3）电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。
二、磁场对电流的作用磁场对通电导体的作用：在磁场里，会受到。
实验证明：（1）当电流方向和磁场方向平行时，磁场对导体没有力的作用。
（2）通电导体在磁场里，受力方向与电流方向和磁感线方向有关，当只改变其中一个的方向时，受力方向会改变，同时改变两个的方向，受力方向不改变。
四、电磁感应和磁场对电流的作用的区别：区别电磁感应磁场对电流的作用现象原因闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动通电导体（线圈）在磁场中结果产生感应电流受到力的作用（运动、转动）能量转化机械能转化为电能电能转化为机械能力的性质外力磁场力导体中的电流应感应而产生由电源供给主要应用发电机电动机五、直流电和交流电（1）直流电：方向不变的电流叫做直流电。
（2）交流电：周期性改变电流方向的电流叫交电流。
（3）我国交流电周期是0.02s，频率为50Hz（每秒内产生的周期性变化的次数是50次），每秒电流方向改变100次。
六、发电机和电动机的区别（1）结构：无电源；有电源。
（2）工作原理：交流发电机是根据电磁感应原理工作的；电动机是根据的原理制成的。
（3）能量转化：交流发电机是。
电动机是。
题型一：磁场对电流的作用例1：如图3所示的实验装置，可以用来（）A、研究感应电流的方向与磁场方向的关系B、研究发电机的工作原理C、研究通电导体在磁场中所受的力与什么因素有关D、研究电磁铁的磁性与什么因素有关题型二：电磁感应例2：下列实验中能探究“什么情况下磁可以生电”的是( )例3：如图所示，让金属棒ab水平向右运动时，灵敏电流计指针摆动。
此实验装置是研究___________________________的，____________机就是利用这种现象制成的。
磁场对电流的作用
d1 I1
d2
r dF
a I dlr b 2
l
µ 0 I1 I 2 dF = BI 2 dl sin = BI 2 dl = dl 2 2πl π
ab受力方向垂直向上，大小为： ab受力方向垂直向上，大小为： 受力方向垂直向上
b a
电流元受力方向垂直向上， 电流元受力方向垂直向上， 大小为： 大小为：
可见
A = I∆ φ
说明磁力作功等于电流强度乘以载流导线在 移动中所切割的磁力线数。 移动中所切割的磁力线数。
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二 载流线圈在磁场中转动时磁力的作功
Fx = ∫ dFx L r r Fy = ∫ dFy 然后合成 F = Fx i L Fz = ∫ dFz L L
r r + Fy j + Fz k
r B
例 1：
I
r r r r F = ∫ d F = ∫ BI sin( Idl , B )dl = BIL sin( Idl , B ) L L r r π ( Idl , B ) = 时F = BIL 力的方向垂直屏幕向里 2
⊗
r' F2
r B
S = l1 l 2
9
r F2
r n ϕ θ
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N匝线圈 匝线圈
r r r M = ( NIS n ) × B r r Pm = NIS n 磁矩定义 r r r 则有 M = Pm × B
r r M = NBIS sin( n, B )
上式虽然是从矩形线圈导出的， 上式虽然是从矩形线圈导出的，但可以 证明， 证明，它对处于均匀磁场中的其它形状的平 面载流线圈同样适用。 面载流线圈同样适用。
磁场对电流的作用力
磁场对电流的作用力磁场是一种神奇而又普遍存在的物理现象，它不仅能够引起许多有趣的现象，还对电流产生了明显的作用力。
磁场与电流之间的相互作用过程十分复杂，涉及到电荷的运动、电场的存在以及磁力的作用。
本文将从理论和实践两个方面探讨磁场对电流的作用力。
理论分析方面，在研究磁场对电流的作用力时，我们首先需要了解磁场的基本性质。
磁场是由运动电荷产生的，当电荷运动时，会形成一个磁场。
而电流则是许多带电粒子的集合，因此可以看做是一种电荷的运动状态。
根据电荷间的相互作用，磁场会对电流施加一个作用力。
根据安培定律，磁场对电流的作用力的大小与电流的大小、电荷的速度以及磁场的强度有关。
根据这些基本知识，我们可以通过数学推导得到磁场对电流的作用力的表达式。
在一个均匀磁场中，当电流通过导线时，电子受到的洛伦兹力会使得导线发生位移。
根据洛伦兹力的公式F=qvBsinθ，其中F为洛伦兹力，q为电荷数目，v为相对速度，B为磁场的强度，θ为电流方向与磁场方向之间的夹角，我们可以得到磁场对电流的作用力与这些因素之间的关系。
实践方面，磁场对电流的作用力有着广泛的应用。
最典型的例子就是电动机的运行原理。
电动机是利用磁场对电流的作用力来产生机械运动的装置。
在电动机中，通过将电流通过导线产生磁场，利用磁场对电流的作用力使得导线产生力矩，从而驱动电动机的转子转动。
这种基于磁场对电流的作用力的原理使得电动机成为现代工业中不可或缺的重要设备。
除了电动机，磁场对电流的作用力还在许多其他领域有着重要的应用。
在磁悬浮列车中，磁场对电流的作用力可用于使列车浮在磁轨上，减小了摩擦阻力，从而提高了速度和运行效率。
在磁共振成像中，磁场对电流的作用力被用于使原子核进入激发状态，并通过测量激发态的信号来获取图像。
这种非常精确而又广泛应用的成像技术已经成为医学诊断中的重要手段。
然而，磁场对电流的作用力不仅仅局限于实际应用，还对我们的科学研究有着重要意义。
通过研究磁场对电流的作用力，我们可以深入理解电磁学的基本原理，探索电荷和磁场之间的相互关系。
磁场对电流的作用力如何计算
磁场对电流的作用力如何计算在我们探索电磁世界的奇妙旅程中，磁场对电流的作用力是一个至关重要的概念。
理解并能够准确计算这种力，对于解决许多与电和磁相关的问题具有重要意义。
首先，让我们来了解一下磁场对电流作用力的基本概念。
当电流在磁场中流动时，磁场会对电流产生一种力的作用，这种力被称为安培力。
简单来说，就是磁场和电流相互“较劲”，产生了推动或者阻碍的效果。
那么，如何来计算这个安培力的大小呢？这就需要用到一个重要的公式：F ＝BILsinθ。
在这个公式中，F 表示安培力的大小，B 代表磁场的磁感应强度，I 是电流的大小，L 是导体在磁场中的有效长度，而θ则是电流方向与磁场方向之间的夹角。
为了更清楚地理解这个公式，我们可以逐步分析其中的各个因素。
磁感应强度 B，它反映了磁场的强弱程度。
想象一下，磁场就像一阵“风”，B 的大小就表示这阵风的“风力”大小。
B 的单位是特斯拉（T），数值越大，磁场就越强，对电流产生的作用力也就越大。
电流 I，很好理解，就是电荷在导体中流动的速率。
电流越大，就好像是在磁场中“奔跑”的电荷越多，受到的作用力也就会相应增大。
导体的有效长度 L，指的是电流在磁场中受到作用的那部分导体的长度。
如果导体在磁场中是弯曲的或者部分处于磁场之外，我们只需要考虑处于磁场内并且电流通过的那部分长度。
而夹角θ，它决定了磁场和电流之间的相对方向关系。
当θ为 0 度时，也就是电流方向与磁场方向平行，sinθ等于 0，此时安培力为 0。
这就好比你顺着风的方向走，风对你几乎没有推力。
当θ为 90 度时，也就是电流方向与磁场方向垂直，sinθ等于1，此时安培力达到最大值。
这就像是你横着顶风前进，感受到的风力最大。
举个例子来说，如果有一根长度为 2 米的直导线，通过的电流为 5安培，处在磁感应强度为 05 特斯拉的匀强磁场中，并且电流方向与磁场方向垂直（θ ＝ 90 度），那么根据公式 F ＝BILsinθ，安培力 F ＝05×5×2×1 ＝ 5 牛顿。
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5.3 磁场对电流的作用力
考纲要求：熟练掌握左手定则以及磁场对电流作用力的计算。
教学目的要求：1、掌握磁场对电流作用力的大小和方向的判断。
2、理解通电线圈在磁场中的受力分析和力矩计算。
教学重点：磁场对电流作用力大小和方向。
教学难点：通电线圈在磁场中的受力分析。
课时安排：2节课型：复习
教学过程：
【知识点回顾】
一、磁场对电流的作用力
1、磁场对电流作用力大小F=
注意：（1）单位
（2）适用于匀强磁场。
2、磁场对电流作用力的方向
（1）方法：
（2）此方法：B、I方向可以得到方向；B、F方向可以得到方向；I、F 方向可以得到方向。
（两两垂直）
二、通电线圈在匀强磁场中所受力矩的分析
1、矩形线圈在磁场中的受力情况：
ad边、bc边与磁力线倾斜θ角
Fad= 方向：；
Fbc= 方向：。
Fad、Fbc大小，方向，在上，是力，不产生，不会使线圈发生偏转。
ab边、cd边与磁力线相垂直
Fab= 方向：；
Fcd= 方向：。
Fab、Fcd大小，方向，不在上，是一对，产生，从而使线圈发生偏转。
当转动到时，线圈停止转动。
2、分析：通电线圈在匀强磁场中所受力矩
M=
（其中θ为）
θ=00时，M= （）θ=900时，M= （）
【课前练习】
一、判断题
1、通电矩形线圈在磁场中的力矩方向也可用左手定则判断。
( )
2、磁电式仪表中的磁场是匀强磁场。
( )
3、磁场力的方向和磁场方向及电流方向一定是两两垂直。
( )
二、选择题
1、电流与电流之间存在力作用的实质是( )
A．电磁与电磁间的相互作用 B．电场与电磁间的相互作用
C．磁场与电磁间的相互作用 D．磁场与磁场间的相互作用
2、如图示，磁极中通电直导体的受力情况是
A．向上受力 B．向下受力
C．向左受力 D．向右受力
3、如图所示，矩形框的ab、dc边的有效长度相同，则矩形框有 ( )
A．向上运动趋势 B．向下运动趋势
C．向左运动趋势 D．向右运动趋势
4、数匝通电线圈在磁场中会受到电磁转矩的作用，其转矩的计算公式为（式中α为磁
力线与线圈平面的夹角） ( )
A．M=BIS B．M=BIScosα C.M=NBISsinα D.M=NBIScosα
三、填空题
1、通电导线与磁场方向成某一角度θ时，受到的作用力公式为，当θ=Л/2时，F= ，当θ=0O。
时，F= .
2、通电矩形线圈在磁场中要受到电磁力矩的作用，其公式可以是：M=NBIScosα，则α的意义是。
有时也可以用公式M=NBISsinθ表示，则θ的意义是。
3、由于磁电式仪表的通电线圈受到的力矩M与被测的电流I成比，所以电流表的刻度是，如用它来改装成欧姆，刻度是。
4、两根平行导体中的电流方向相同时，两根导体将；当电流方向相反时，两根导体将___ _。
四、分析计算题
1、标出图中电流或力的方向。
2、在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，有一长度为50 cm的导线，导线中的电流为
10 A，导线与磁力线的夹角分别为O O、30 O和90 O时，求导体各受力大小？
【例题讲解】
例1：如图示，矩形线圈ab=cd=50 cm，ad=bc=20 cm，共有200匝，电磁铁上的线圈产生的匀强磁场的磁感应强度为0. 1T，则
(1)为使线圈abcd按图示方向转动，所受力矩为0.4 N*M，则线圈中的电流为多大？
方向如何？（在图中标出）
(2)线圈由图中位置转动30度后，力矩为多少？
【巩固练习】
1、在磁感应强度为0.02 T的匀强磁场中，放置一个长为40 cm，宽为25 cm的矩形线圈，线圈匝数为1000匝，线圈中的电流为2A，求线圈所受到的最大力偶矩。
【课后复习】
一、选择题
1、如图所示，一不会变形的通电矩形线框abcd所在平面跟方向水平的匀强磁场垂直，电流
I的方向从a→b→c→d→a，则（）
A．bc边所受安培力方向向上，cd边所受安培力方向向下
B．bc边所受安培力方向向左，ad边所受安培力方向向右
C．ab边、cd边受安培力作用，bc边、ad边不受安培力作用
D.整个线框受犁四个安培力的合力为零
2、如图所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感应强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的方法是（）
A.不改变电流和磁场的方向，适当增大电流
B.只改变电流方向，并适当减小电流
C.不改变磁场和电流的方向，适当减小电流
D.同时改变磁场方向，并适当增大磁感应强度
3、如图所示、，条形磁铁放在水平桌面上；在正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁
垂直，给导线以垂直纸面向外的电流；则（）
A.磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用
C．磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用
D．磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用
4．如图所示，一矩形通电线框 abcd可绕其中一轴OO’转动，线框处在如图与OO’垂直的匀强磁场中，在磁场作用下，线框开始转动，关于线框受磁场作用的情况，下列说法中不正确的是 ( )
A．线框从图示位置转动90O的过程中，ad、bc两边所受磁场力逐渐增大
B. 线框从图示位置转动90O的过程中，ab、cd两边所受磁场力逐渐增大
C. 线框从图示位置转动90O的过程中，ab、cd两边所受磁场力逐渐减小
D. 线框静止在平衡位置时，四边均受指向线框外部的磁场力，合力为零
5、如图，两通电直导线处于同一平面内，并垂直放置，通有如图所示的电流，其中ab 是固定的，cd 是可自由移动的，则( )
A ．cd 将逆时针一直旋转
B ．cd 将逆时针转至与ab 重合而停止
C ．cd 将顺时针转至与ab 相重合的位置而停止
D ．cd 的右端将向里运动，左端向外运动
第4题图 第5题图
6．电流表中蹄形磁铁和铁心间的磁场是轴向分布的，当线圈中通入恒定电流时，线圈将发生转动，电流表的指针也随着偏转，最后停在某一位置上，则在偏转过程中随着偏转角增大（ ）
A. 线圈所受安培力的力矩将增大
B ．线圈所受安培力的力矩将减小
C ．线圈所受安培力的力矩将不变
D ．电流表中螺旋弹簧所产生的阻碍线圈转动的力矩逐渐减小
二、计算题
1、如图所示，矩形线圈长L1=40cm ，宽L2=20 cm ，共有N=20匝，通入线圈中的电流I=2A ，处在水平的匀强磁场中，磁感应强度B=0.2T ．线圈转动OO ’跟磁场方向垂直，当线圈平面
跟磁场方向的夹角为α=0O ，α=60O ，α=90O 时，求线圈所受磁力矩的大小。
2、如图金属平行导轨竖直放置在水平的B=2T 的匀强磁场中，上端有一电源，通过一电阻R=5Ω和电键接于导轨之间，另有一质量m= lOOg ，长为L=50cm 的水平金属棒与导轨接触良好，当电键闭合时，欲使金属棒保持静止，电源的电动势为多少？并在图中标出其正负极。
(g=10m/s 2)
3、如图所示，一根长1m 通以5A 电流的直导线置于匀强磁场中，磁场介质为空气，磁场强
度为 1
×107
A/m ，求导线所受磁场力的大小和方向。