磁场对通电导体的作用力
磁场对通电导线的作用力
1.1 磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向1．安培力：通电导线在 中受的力．2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指 ，并且都与 在同一个平面内；让磁感线从 垂直进入，并使四指指向 的方向，这时 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： ， ，即F 垂直于B 与I 所决定的平面．二、安培力的大小1．垂直于磁场B 的方向放置的长为l 的通电导线，当通过的电流为I 时，所受安培力为F ＝ . 2．当磁感应强度B 的方向与电流方向成θ角时，公式F ＝ . 三、磁电式电流表1．原理：安培力与电流的关系．通电线圈在磁场中受到 而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越 ．根据 的偏转方向，可以知道被测电流的方向． 2．构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．3．特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿 方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线 ，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小 ．4．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流．缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱．【参考答案】磁场 垂直 掌心 电流 拇指 F ⊥B F ⊥I IlB IlB sin θ 指针 半径 平行 相等考点一：两根通电导线之间的作用力方向【例1】在正三角形ABC 的三个顶点A 、B 、C 处，各固定有一根垂直于三角形的长直导线，每根导线通有大小相同的恒定电流，电流方向如图所示，已知导线A 受到的安培力大小为F ，则导线C 受到的安培力（ ）基础知识梳理典型例题分析A ．大小为F ，方向平行AB 向左下 B ．大小为F ，方向平行AB 向右上C ，方向垂直AB 向右下D ，方向垂直AB 向左上 【答案】C【解析】设两长直导线间的相互作用力大小为F 1，反向电流相互排斥，同向电流相互吸引，对长直导线A 研究，根据力的合成可得12cos60F F ︒=解得1F F =对长直导线C 研究，根据力的合成可得，C 受到的安培力为C 12cos30F F =︒=方向垂直AB 向右下。
磁场对通电导线的作用力
磁场对通电导线的作用力
磁场对通电导线的作用力
磁力场是由磁性物质和电流产生的力量，一个悬停的电线会在某种特定的磁力
场中受到不同程度的影响力。
在量子物理学中，磁性物质会与周围环境互相作用，形成一个磁力场。
由于通电导线多用于传输电流，因此它们会受到来自磁力场的影响。
由于磁场的作用，电线会受到磁力的拉力或推力。
在电磁铁和磁铁素材中，会
产生有吸引作用的磁力场，当电线置于其中时，将会受到有吸引作用的磁力的拉力。
此外，如果电线两端有电流经过，也会产生有推力作用的磁力场，当电线悬停于其中时，将会受到推力作用的磁力。
由于磁场作用力和电网串流电流角度不同，所以使电线受到极其复杂的作用力。
为此，有分析磁场作用力这一研究方向，通过建立的分析模型，能够极大地准确地研究出通电导线在磁力场中的被影响情况。
综上所述，磁场作用对通电导线具有极大的重要性，它会影响电线的运行状态
并产生作用力，若未能正确掌握其影响机制及分析方法，将可能给电力系统带来安全隐患，必须分析准确研究磁力场在影响通电导线运行情况上的作用力，从而保证电力系统的安全运行。
11磁场对通电导线的作用力课件
11 磁场对通电导线的作用力课件一、教学内容本节课我们将探讨教材第九章第三节“磁场对通电导线的作用力”。
内容主要包括安培力定律的推导，安培力大小的计算，以及磁场对通电导线作用力的方向判定。
还会介绍实际应用中的相关实例，以加深学生对该知识点的理解。
二、教学目标1. 理解并掌握安培力定律，能够推导出安培力的计算公式。
2. 学会计算磁场对通电导线作用力的大小，并能够判断作用力的方向。
3. 能够将所学知识应用于实际问题，提高解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点教学难点：安培力定律的推导，磁场对通电导线作用力方向的判断。
教学重点：安培力的计算公式，磁场对通电导线作用力的应用。
四、教具与学具准备1. 磁场演示仪2. 通电导线模型3. 计算器4. 黑板、粉笔五、教学过程1. 导入：通过展示磁悬浮列车等实际应用，引发学生对磁场对通电导线作用力的兴趣。
2. 理论讲解：a. 安培力定律的推导。
b. 安培力计算公式的介绍。
c. 磁场对通电导线作用力方向的判定方法。
3. 例题讲解：a. 求解通电导线在均匀磁场中所受的安培力。
b. 判断通电导线在非均匀磁场中所受安培力的方向。
4. 随堂练习：布置相关习题，让学生现场计算，并及时给予反馈。
5. 实践环节：使用磁场演示仪，观察通电导线在磁场中的运动状态，加深对安培力的理解。
六、板书设计1. 安培力定律推导公式。
2. 安培力计算公式。
3. 磁场对通电导线作用力方向的判定方法。
4. 例题解答步骤。
七、作业设计1. 作业题目：a. 计算给定通电导线在均匀磁场中的安培力。
b. 判断给定通电导线在非均匀磁场中的安培力方向。
2. 答案：见附录。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对安培力定律的理解程度，以及对磁场对通电导线作用力方向判断的掌握情况。
2. 拓展延伸：引导学生思考磁场对通电导线作用力在实际应用中的重要性，如电磁驱动、磁悬浮技术等。
鼓励学生进行课外阅读，了解更多相关领域的知识。
磁场对通电直导线的作用力
把一小段通电直导线垂直放入磁场中，它受到了磁场力作用
教学基本要求
一、安培定律
磁场对通电导线的作用力，称为安培力。 当I与B垂直时，安培力的大小为：F=BIL 上式表明：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。 当通电导线平行于磁场方向时，安培力为零
M BIL1L2 cos
因为矩形面积 所以
S L1L2
M BIS cos
当线圈平面跟磁感应线平行时，cosθ ＝１,线圈 所受磁力矩最大，M=BIS。当线圈平面跟磁感应线垂 直时，cosθ ＝０，线圈所受磁力矩为零。
教学基本要求
对于Ｎ匝平面线圈，它所受磁力矩为单匝线圈 的Ｎ倍，即
教学基本要求
下面来计算力矩的大小
设匀强磁场的磁感应强度为Ｂ
ab பைடு நூலகம்d L1
则
bc da L2
Fab Fcd BIL1 L2 r1 r2 r cos 力臂 2
力矩的大小为
L2 M 1 M 2 FAB r BIL1 cos 2
教学基本要求
由于力矩Ｍ１和Ｍ２都使线圈绕轴按逆时针方向 转动，所以合力矩Ｍ＝Ｍ１＋Ｍ２
已知：Ｂ＝0.40Ｔ，Ｌ＝20cm＝0.20m，Ｉ＝10A， θ =30° 求：Ｆ。
教学基本要求
解：由安培定律得，直导线所受磁场力大小为：
1 F BIL sin 0.40 10 0.20 0.4( N ) 2
由左手定则可知，力的方向垂直于Ｂ和Ｉ所 决定的平面，即垂直纸面向里。 答：直导线所受的磁场力大小为0.4Ｎ，方向垂直 纸面向里。
M NBIS cos
可以证明，上式不仅适用于矩形线圈，而且适 用于任意形状的平面线圈。
《磁场对通电导线的作用力》 讲义
《磁场对通电导线的作用力》讲义一、引入在我们的日常生活和现代科技中，电和磁的现象无处不在。
从电动机驱动的各种设备，到电子设备中的电磁元件，都离不开磁场对通电导线的作用。
那么，磁场究竟是如何对通电导线施加力的影响呢？这就是我们今天要探讨的主题。
二、磁场的基本概念要理解磁场对通电导线的作用力，首先我们得了解一下磁场。
磁场是一种看不见、摸不着，但却真实存在的物质。
它可以通过磁场线来形象地表示。
磁场线从磁北极出发，终止于磁南极，其疏密程度代表磁场的强弱。
例如，一块条形磁铁周围的磁场，靠近磁极的地方磁场线密集，磁场强度大；远离磁极的地方磁场线稀疏，磁场强度小。
三、通电导线在磁场中的受力情况当一根通电导线置于磁场中时，它会受到磁场的作用力。
这个力的大小与多个因素有关。
1、电流大小电流越大，导线所受的力就越大。
这就好比水流越大，对水轮机的冲击力也就越大。
2、导线在磁场中的长度导线在磁场中的长度越长，受到的力也就越大。
可以想象成更长的绳子在同样的风力下，受到的拉力会更大。
3、磁场强度磁场越强，通电导线受到的力也就越大。
就像在更强的风场中，风筝受到的拉力会更显著。
4、电流方向与磁场方向的夹角当电流方向与磁场方向平行时，导线不受力；当电流方向与磁场方向垂直时，导线所受的力最大。
四、左手定则为了方便判断磁场对通电导线的作用力方向，我们引入了左手定则。
伸出左手，让磁感线垂直穿过掌心，四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是导线所受磁场力的方向。
例如，如果磁场方向是水平向右，电流方向是垂直纸面向里，那么根据左手定则，导线所受的力就是竖直向下的。
五、磁场对通电导线作用力的应用1、电动机电动机是利用磁场对通电导线的作用力来工作的典型设备。
在电动机中，通电线圈在磁场中受到力的作用而转动，将电能转化为机械能。
我们常见的电风扇、洗衣机、电动车等，里面都有电动机的身影。
2、磁悬浮列车磁悬浮列车也是基于磁场对通电导线的作用力原理。
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，
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
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）
磁场对通电导线的作用力
判断下图中通电导线受力的方向
S F
N
B F
例题：在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置 一根长为L、质量为m的直导体棒，导体棒处在 静止状态。（1）若磁场方向竖直向下，则磁感 应强度为多少？ （2）欲使导体棒处在静止状态，所加磁场的磁 感应强度最小为多少？方向如何？
祝同窗们学习愉快！ 再会！
判断下图中通电导线受力的方向
N
S
F
B F
例题1:画出图中第三者的方向。
F
F
F
例题2:画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
例题3：如图所示，在匀强磁场中用两根柔软的细线将 金属棒ab悬挂在水平位置上，金属棒中通入由a到b的 稳定电流I，这时两根细线被拉紧，现要想使两根细线
对金属棒拉力变为零，可采用哪些办法： ( AC )
A、适宜增大电流I
B、将电流反向并适宜变化大小
C、适宜增大磁场
D、将磁场反向并适宜变化大小
安培力的大小 垂直时：F=ILB 夹角θ为时:F=ILBsin θ 平行时：F=0
例题4：如图所示，直角三角形ABC构成的导线框 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 ，30求0 三角形框架 各边所受的安培力。
C
B
I
A
B
例题5：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、不能拟定
二、磁电式电流表
ห้องสมุดไป่ตู้
三、磁电式电流表的特点
1、表盘的刻度均匀，θ∝I。 2、敏捷度高，但过载能力差。 3、满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最重 要特性。
磁场对通电导线的作用
科学足迹 安培的平行导线实验
总结
两条平行的通电直导线之间会通过磁场 发生相互作用.
电流方向相同时,将会吸引; 电流方向相反时,将会排斥.
课堂小结
一、安培力 1．概念：通电导体在磁场中受到的力称为
安碚力F 2．大小：F=BIL 3．方向：左手定则确定.F⊥B,F ⊥ I,F垂直I、
B所在平面. 二、磁感应强度
向 C．磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极
终止 D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的
曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线
练习5
磁场中某点的磁感应强度的方向〔 CD
A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 D．通过该点磁感线的切线方向
通电线圈会转动起来
通电线圈在磁
场中如何运动？
在磁场中,通电线
圈受到安培力的作用,
发生扭转,如果给线圈
通以方向合适的电流,
就可以使线圈转动起
来.我们使用的电动机
通电线圈在磁场中受
就是利用安培力来工 作的.现在,电动机广泛
到安培力会扭转，电 应用在工厂、办公室、
动机就是根据这个原 家庭里.
理设计的。
四．电动机
〔3通电螺线管：右手握住螺线管,让弯曲 的四指所指的方向跟电流的方向一致,拇指所指 的方向就是螺线管内部的磁感线的方向.
直导线
环形导线
通电螺线管
前言 ： 既然通电导线能产生磁场,它
本身也相当于一个磁体,那么通电 导线是否也受到磁场力的作用呢？
今天,就让我们共同去探究通 电导线在磁场中的受力情况！
1．公式： 2．物理意义：反映了磁场的强弱 3．单位：特斯拉,简称特,国际符号是T 4．方向：与该处磁场方向同 三、电动机
磁场对通电导线的作用力.课件
磁场对通电导线运动的控制
磁场强度
磁场强度越大，洛伦兹力越大，对通电导线的运 动控制越明显。
电流大小
电流越大，通电导线所受的洛伦兹力越大，运动 状态更容易受到影响。
导线材料
不同材料的导线具有不同的电阻和磁导率，会影 响洛伦兹力的大小和作用效果。
磁场对通电导线运动的实例分析
电磁炮
利用强磁场对通电导线的加速作用， 可以将导线发射出去，具有很高的速 度和动能。
PART 03
磁场对通电导线的运动影 响
通电导线在磁场中的运动规律
洛伦兹力
当通电导线处于磁场中，会受到 洛伦兹力的作用，该力与电流方
向和磁场方向有关。
运动轨迹
通电导线在磁场中的运动轨迹取 决于洛伦兹力的方向和大小，通
常会形成曲线运动。
速度与加速度
通电导线的速度和加速度也受到 洛伦兹力的影响，可以发生改变
KEEP VIEW
REPORTING
判断电流和磁场方向关系，进而确定 力矩方向的规则。
力矩计算公式
M = F × d，其中F为安培力，d为通 电导线到转动轴的距离。
力矩在通电导线运动中的应用
直流电机
利用磁场对通电导线的力矩实现 转动，进而驱动机器运转。
电磁炮
利用磁场对通电导线的力矩加速弹 丸，实现高速发射。
磁力摆
利用磁场对通电导线的力矩实现物 体的平衡或摆动。
磁力线
磁场在电磁铁中产生磁力线，使铁磁物质受到吸引或排斥。
磁性材料
磁场在电磁铁中起到对磁性材料的磁化作用，使磁性材料具有磁性。
磁场在磁悬浮列车中的应用
悬浮
通过改变磁场的极性和强度，使列车 悬浮在空中。
导向
通过改变磁场的极性和强度，使列车 沿着特定的轨道前进。
磁场对通电导线的作用力
第4节磁场对通电导线的作用力要点一磁场对电流作用探秘1．磁场对电流作用的研究方法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，因此必需要清楚导线所在位置的磁场分布情况，然后结合左手定那么准确判断导线的受力情况和将要发生的运动，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多段直电流元，先用左手定那么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，从而确定导线的运动方向．(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．2．判断安培力的方向应注意的问题在解决有关磁场对电流的作用问题时，能否正确判断安培力的方向是解决问题的关键，在断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．(2)在详细判断安培力的方向时，由于受到静电力方向判断方法的影响，有时错误地认为安培力的方向沿着磁场方向．为防止这种错误，同学们应该把静电力和安培力进展比较，搞清力的方向与场的方向关系及区别．详细问题如下表：静电力安培力研究对象点电荷电流元受力特点正电荷受力方向与电场方向一样，负电荷相反安培力方向与磁场方向和电流方向都垂直判断方法结合电场线方向和电荷正、负判断用左手定那么判断一、安培力方向的判断【例1】如图3－4－6所示，用两根一样的细绳程度悬挂一段均匀载流直导线MN，电流I方向从M到N，绳子的拉力均为F.为使F＝0，可能到达要求的方法是()图3－4－6A．加程度向右的磁场B．加程度向左的磁场C．加垂直纸面向里的磁场D．加垂直纸面向外的磁场二、安培力的大小【例2】一根长为0.2 m、电流为2 A的通电导线，放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中，受到磁场力的大小可能是()A．0.4 N B．0.2 N C．0.1 N D．01.在图中，标出了磁场的方向、通电直导线中电流I的方向，以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确的选项是()2．关于磁场对通电直导线的作用力(安培力)，以下说法中正确的选项是()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的方向垂直C．通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流的方向垂直D．通电直导线在磁场中所受安培力的方向垂直于由B和I所确定的平面3.图3－4－7通电直导线A与圆形通电导线环B固定放置在同一程度面上，通有如图3－4－7所示的电流时，通电直导线A受到程度向________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所受到的安培力方向程度向______．如图1所示，图1在同一程度面的两导轨互相平行，并在竖直向上的磁场中，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，金属棒做匀速运动；当金属棒中的电流增大到8 A时，金属棒能获得2 m/s2的加速度．那么磁场的磁感应强度为多少？拓展探究如图2所示，图2原来静止的圆形线圈通以逆时针方向的电流I.在其直径AB上靠近B点放置一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，并通以电流I′，方向如下列图．在磁场力作用下，圆形线圈将怎样运动？如图3所示，图3一边长为h的正方形线圈A，其中电流I大小和方向(逆时针)均保持不变，用两条长度恒为h的绝缘细绳静止悬挂于程度长直导线CD的正下方．当导线CD中无电流时，两细绳中张力均为F T；当通过CD的电流为i时，两细绳中张力均降到αF T(0<α<1)；而当CD上的电流为i′时，两细绳中张力恰好为零．通电长直导线的磁场中某点的磁感应强度B与该点到导线的间隔r成反比．由此可知，CD中的电流方向、CD中两次通入的电流大小之比ii′分别为()A．电流方向向左B．电流方向向右C．电流大小之比ii′＝1＋αD．电流大小之比ii′＝1－α拓展探究如图4所示，图4在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L，质量为m的直导体棒．当导体棒中的电流I垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可将导体棒置于匀强磁场中，当外加匀强磁场的磁感应强度B的方向在纸面内由竖直向上逆时针至程度向左的过程中，关于B的大小的变化，正确的说法是()A．逐渐增大B．逐渐减小C．先减小后增大D．先增大后减小通电导线在磁场中的平衡问题的解决方法：①分析通电导线的受力．②分析受到的磁场力的方向和大小．③根据受力平衡列方程式．④根据平衡条件找出各个力之间的关系，求出相关的物理量.一、选择题1．如图5所示，图5在匀强磁场B中，一根粗细均匀的通电导线置于程度桌面上，此时导线对桌面有压力作用，要使导线对桌面的压力为零，以下措施中可行的是()A．增大电流强度B．减小磁感应强度C．使电流反向D．使磁场反向2．如图6所示，图6A为一程度放置的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方程度放置一通电直导线，电流方向如图中所示，当圆盘沿图中所示方向高速绕中心轴OO′转动时，通电直导线所受磁场力的方向是()A．竖直向上B．竖直向下C．程度向里D．程度向外3.如下所示的四个图中，磁感线方向或平行纸面或垂直纸面，平行于纸面的导体ab中通有a→b的电流，当将ab导体以a端为轴，从图示位置逆时针转动90°角(始终在纸面内)的过程中，通电导体所受安培力方向不发生变化的是()4．如图7所示，图7两个完全一样的线圈套在一程度光滑绝缘圆柱上，但能自由挪动，假设两线圈内通以大小不等的同向电流，那么它们的运动情况是()A．都绕圆柱转动B．以不等的加速度相向运动C．以相等的加速度相向运动D．以相等的加速度相背运动5.图8把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它下端刚好跟杯中的水银面接触，并使它组成如图8所示的电路．当开关S接通后将看到的现象是()A．弹簧向上收缩B．弹簧被拉长C．弹簧上下跳动D．弹簧仍静止不动6．如图9中①②③所示，在匀强磁场中，有三个通电线圈处于如以下列图中所示的位置，那么()图9A．三个线圈都可以绕OO′轴转动B．只有②中的线圈可以绕OO′轴转动C．只有①②中的线圈可以绕OO′轴转动D．只有②③中的线圈可以绕OO′轴转动二、计算阐述题8.图11在倾角为α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。
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。
磁场对通电导线的作用
电场强度
课堂练习
练习1 一根导线长0.2m，通过3A的电流，垂直放入磁场中某处受到的磁场力是6×10-2N， 则该处的磁感应强度B的大小是________T；如果该导线的长度和电流都减小一半，则该 处的磁感应强度的大小是________T。
0.1
0.1
练习2
下列关于安培力的说法中，正确的是（ ）
2．种类：直流电动机、交流电动机 3．应用： 电动剃须刀、录音机、录像机、计算机、电动玩具、电力机车、电子钟表、电车、高速电
梯……
直流电动机示意图
一种电动机的定子和转子
时钟上的直流电动机
计算机软盘驱动器中的电动机，直流无刷电动机使软盘转动，步进电动机用于变换磁 道。
大
家
谈
电动机给家庭生活带来了什么变化 你家里哪些电器上有电动机？ 如果没有电动机，你家里的哪些工作要变电动为手动？如果没有电动机，你 家里的哪些工作根本不能做了？
的乘积IL成反比。
练习4
关于磁场和磁感线的描述，正确的说法有（
）
A．磁极之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样，也是一种物质
B．A磁B感线可以形象地表现磁场的强弱与方向 C．磁感线总是从磁铁的北极出发，到南极终止
D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线
练习5
三、电动机
高考链接
1．【08广东卷】带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．图
5是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面
向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是
（
）
A．粒子先经地之a点，再经过b点
磁场对通电导线的作用力
• 一、磁场对通电导线的作用力
• 把一小段通电导线垂直放入磁场中，根据通电导 线受的力F、导线中的电流I和导线长度L定义了磁 感应强度B=F/LI。把这个公式变形，就得到磁场 对通电导线的作用力公式为 • F=BIL • 严格说来，这个公式只适用于一小段通电导线的 情形，导线较长时，导线所在处各点的磁感应强 度B一般并不相同，就不能应用这个公式。不过， 如果磁场是匀强磁场，这个公式就适用于长的通 电导线了。 • 如果电流方向与磁场方向不垂直，通电导线受到 的作用力又怎样呢?电流方向与磁场方向垂
• 二、电流表的工作原理
• 图5-8表示放在匀强磁场中的通电线圈的受力情况。 线圈是矩形的，它的平面与磁感线成一个角度。 线圈顶边da和底边bc所受的磁场力Fda和Fbc，大 小相等，方向相反，彼此平衡，不会使线圈发生 运动。作用在线圈两个侧边ab和cd上的力Fab和 Fcd，虽然大小相等，方向相反，但它们形成力偶， 产生力矩，使线圈绕竖直轴转动。线圈转动以后， 力Fab和Fcd上的力臂越来越小，使线圈转动的力 矩也越来越小。当线圈平面与磁感线垂直时，力 臂为零，线圈受到的力矩也变为零。
• 直时，通电导线受的力最大，其值由公式F=BLl给 出；电流方向与磁场方向平行时，通电导线不受 力，即所受的力为零。知道了通电导线在这两种 特殊情况下所受的力，不难求出通电导线在磁场 中任意方向上所受的力。当电流方向与磁场方向 间有一个夹角时，可以把磁感应强度B分解为两 个分量：一个是跟电流方向平行的分量，其大小 为B1 =Bcos θ ，另一个是跟电流方向垂直的分量， 其大小为B2 =Bsin θ ，如图5-7所示。前者对通电 导线没有作用力，通电导线受到的作用力完全是 由后者决定的，即F=B2IL，代入B2 =Bsin θ ，即 得 F =BILsin θ