1磁场对电流的作用
磁场对电流的作用
磁场对电流的作用
磁场对电流的作用如下：
1.通电导线在磁场中要受到磁力的作用。
是由电能转化为机械能。
应用：电动机。
2.通电导体在磁场中受力方向：跟电流方向和磁感线方向有关。
3.电动机原理：是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的。
结构：定子和转子（线圈、磁极、换向器）。
它将电能转化为机械能。
4.换向器作用：当线圈刚转过平衡位置时，换向器自动改变线圈中的电流方向，从而改变线圈的受力方向，使线圈连续转动（实现交流电和直流电之间的互换）。
磁场物理概念是指传递实物间磁力作用的场。
磁场是由运动着的微小粒子构成的，在现有条件下看不见、摸不着。
磁场具有粒子的辐射特性。
磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的，所以两磁体不用在物理层面接触就能发生作用。
由于磁体的磁性来源于电流，电流是电荷的运动，因而概括地说，磁场是相对于观测点运动的电荷的运动的电场的强度与速度。
磁场与电流的能量转化：磁场对电流的能量转化过程
磁场与电流的能量转化：磁场对电流的能量转化过程磁场和电流之间存在着密切的关系，其中最显著的表现便是磁场能量对电流的能量转化过程。
在这个过程中，电流通过导线产生磁场，而这个磁场又可以影响电流，从而实现其能量的转换。
本文将探讨磁场对电流的能量转化过程，以及相关的应用和意义。
首先，我们需要了解磁场和电流之间的相互作用机制。
根据安培定律，在一根长直的导线周围形成的磁场的磁感应强度与电流成正比。
也就是说，电流越大，所产生的磁场越强。
反过来，当导线周围存在磁场时，这个磁场将对电流产生力的作用，称为洛伦兹力。
这种相互作用机制使得磁场和电流之间能量的转化成为可能。
当电流通过导线时，它会产生一个环绕导线的磁场。
这个磁场所储存的能量称为磁场能量。
磁场能量的大小与磁感应强度的平方成正比，也与导线所围成的面积有关。
具体来说，磁场能量等于磁感应强度的平方乘以导线面积的一半。
可以用以下公式表示：W = (1/2) * B^2 * A其中，W表示磁场能量，B表示磁感应强度，A表示导线的面积。
当磁场与导线内的电流相互作用时，就会发生能量的转化。
磁场通过洛伦兹力对电流起到作用，导致电流在导线中流动所以作用力所做的功。
这个功可以被视为电流能量的转化。
具体来说，功等于洛伦兹力乘以电流在导线中行进的距离。
可以用以下公式表示：W = F * d其中，W表示功，F表示洛伦兹力，d表示电流在导线中行进的距离。
通过分析上述公式，可以发现磁场能量和电流能量之间的关系。
磁场能量可以通过洛伦兹力对电流所做的功来转化为电流能量。
换句话说，磁场能量转化为电流能量的过程就是洛伦兹力对电流做功的过程。
磁场与电流能量的转化在很多领域都得到了广泛的应用和研究。
其中一个典型的应用是电动机。
电动机是一种将电能转化为机械能的装置，其中的关键组件便是磁场和电流的相互作用。
当电流通过电动机的线圈时，它会产生磁场。
这个磁场与电动机内部的永磁体相互作用，从而产生力矩，使得电动机转动，将电能转化为机械能。
磁场对电流的作用 电动机
磁场与电流的能量转换
研究磁场与电流之间的能量转换关系，分析电动机 的效率、损耗和温升等问题，为电动机的性能优化 提供理论依据。
磁场与电流的动态行为
研究磁场与电流之间的动态行为，分析电动 机的启动、制动和调速性能，为电动机的控 制策略提供理论支持。
磁场与电流作用在新能源领域的应用
风力发电
利用磁场和电流的作用，将风能转换为机械能，再通过发电机转 换为电能，提高风能利用率。
如矢量控制、直接转矩控制等新型驱动技术的应用，将进一步提高 电动机的控制性能。
跨界融合
电动机将与其他领域的技术进行融合，如与新能源技术、智能传感器 等结合，拓展应用领域。
电动机在可持续发展中的作用
01
节能减排
高效能和绿色化的电动机将有助 于减少能源消耗和排放污染物， 推动可持续发展。
02
促进可再生能源利 用
生产线
03
在自动化生产线中，电动机驱动各种机械和传送装置，完成生
产任务。
电动机的维护与保养
01
02
03
04
定期检查
定期检查电动机的接线、轴承 、润滑等情况，确保正常运转
。
清洁与除尘
保持电动机的清洁，定期清除 灰尘和杂物，防止影响散热和
正常运转。
更换磨损件
对于磨损严重的轴承、齿轮等 部件，应及时更换，确保电动
域有广泛应用。
混合励磁电动机
结合了永磁体和电励磁的优点， 可以在不同工况下调整磁场强度 和方向，具有较高的灵活性和效 率，在船舶推进、工业自动化等
领域有广泛应用。
磁场对电流作用的理论研究
磁场与电流的相互作用机 理
研究磁场与电流之间的相互作用力，探索磁 场对电流的力矩和转矩作用，为新型电动机 的设计提供理论支持。
法拉第电磁感应定律磁场与电流的相互作用
法拉第电磁感应定律磁场与电流的相互作用法拉第电磁感应定律是描述磁场与电流相互作用的重要定律之一。
它建立了电磁感应现象与磁场强度、导体尺寸、运动速度和磁场方向之间的关系。
本文将深入探讨法拉第电磁感应定律和磁场与电流的相互作用。
一、法拉第电磁感应定律介绍法拉第电磁感应定律是由英国物理学家迈克尔·法拉第于1831年首先提出。
法拉第电磁感应定律指出，当导体中的磁通量发生变化时，将在导体中产生感应电动势，从而产生涡流或感应电流。
这一定律说明了磁场变化与电流产生之间的相互关系。
二、磁场与电流的相互作用1. 磁场对电流的作用当导体中存在电流时，会形成环绕导体的磁场。
根据安培环路定理，磁场的强度与电流大小成正比，且方向由右手螺旋法决定。
磁场对电流的作用表现为洛仑兹力，即导体中每个电荷元受到的力使导体发生运动。
这一作用是电磁感应现象的基础。
2. 电流对磁场的作用根据法拉第电磁感应定律，当导体中的电流发生变化时，将在导体周围产生磁场。
这一作用可以通过安培环路定理得到证明。
电流对磁场的作用是电磁感应的基础，广泛应用于电磁器件和电磁传感器。
三、电磁感应在生活中的应用1. 发电机原理发电机是基于电磁感应定律的重要装置之一，通过导体在磁场中旋转产生的感应电动势转化为电能。
发电机的基本原理是将机械能转化为电能，广泛应用于发电厂和各种电力设备中。
2. 变压器原理变压器是利用电磁感应定律的原理来实现电压的变换。
当交流电经过初级线圈时，产生变化的磁场通过铁芯传递给次级线圈，从而在次级线圈中产生感应电动势，从而实现电压的变换。
变压器广泛应用于电力传输和电子设备中。
3. 感应炉原理感应炉是一种利用电磁感应原理进行加热的装置。
通过感应线圈产生的交变磁场感应导体中产生的感应电流，从而产生热量。
感应炉在冶金、熔炼和加热处理等领域有着广泛的应用。
四、电磁感应的实验1. 法拉第电磁感应实验法拉第进行的经典实验是通过将导体绕过磁铁时，观察到导线两端产生感应电流的现象。
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。
磁场对电流的作用原理
磁场对电流的作用原理磁场是由电流产生的，当电流通过导体时，会产生磁场。
磁场可以用磁感应强度B来描述。
而洛伦兹力是指在磁场中的电流元素受到的力，可以用F表示。
这个力的大小和方向由洛伦兹力定律给出，它是电流I、电流元素的长度l、磁感应强度B和形成的夹角θ之间的关系。
当电流通过导体时，磁场对电流元素产生一个作用力，使得导体受到一个力，这个力会使得导体发生位移和形变。
根据牛顿第三定律，作用力和受力力大小相等、方向相反。
因此，在磁场中的电流元素所受的总力为零。
但是，磁场对电流元素的作用力并不会消失，而是转变为导体内部电子的运动，并且与导体内部的自由电子相互作用，从而产生一个电流。
这个过程可以通过磁场对电导体的两个特性来描述。
第一个特性是电阻，当磁场对电导体产生作用时，电流元素内部会有一个阻力，导致电阻的产生。
这个阻力可以用欧姆定律来描述，即电流和电压之间的关系。
但是在磁场中，电阻的大小会受到磁场的强度和方向的影响，导致电流发生变化。
第二个特性是电动势，当磁场对电导体产生作用时，导体内部会产生电动势，使得电流发生变化。
这个电动势可以用法拉第定律来描述，即电动势和磁感应强度、导体的长度、电流和夹角之间的关系。
当磁场的强度和方向发生变化时，电动势也会发生变化，从而产生一个交流电流。
总之，磁场对电流的作用原理是通过洛伦兹力和磁场对电导体的特性相互作用来实现的。
磁场可以导致电导体内部的自由电子发生运动，从而产生一个电流。
这个过程可以用磁场对电导体的电阻和电动势的影响来描述。
磁场对电流的作用原理在电动机、发电机、电动车、变压器等许多电器和电力设备中都有广泛应用。
2025高考物理备考复习教案 第十一章 第1讲 磁场及其对电流的作用
安培力作用下的平衡和加速问题
2022：湖北T11，全国甲T25；
2021：广东T5；
2019：江苏T7
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第1讲
磁场及其对电流的作用
核心素养对接
1.物理观念：理解磁感应强度、磁感线、安培力等概念；掌握安培定则、左手定则
的应用方法；建立磁场的物质观念，运动与相互作用观念及能量观念.
线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图方向的电流后，线圈的
运动情况是(
A )
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
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第1讲
磁场及其对电流的作用
[解析]
解法1：等效法
把环形电流等效为一个小磁针，如图所示，磁铁和线圈相互吸引
变成磁体间的相互作用.故A正确.
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第1讲
磁场及其对电流的作用
4. [2024湖北荆州模拟]铁环上绕有带绝缘皮的通电导线，电流方向如图所示，若在
铁环中心O点处放置垂直纸面的电流元，电流方向向外，则电流元受到的安培力方
向为(
A. ①
[解析]
B )
B. ②
C. ③
D. ④
根据右手螺旋定则可知，铁环上方是N极，铁环内的磁场方向由上到下，再
A. 平行于纸面向上
B. 平行于纸面向下
C. 左半部分垂直纸面向外，右半部分垂直纸面向里
D. 左半部分垂直纸面向里，右半部分垂直纸面向外
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第1讲
磁场及其对电流的作用
[解析] 解法1：电流元法
如图，根据安培定则，可判断出导线a半部分的空间磁场方向斜向右上方，右半部
磁场与电流的产生
磁场与电流的产生磁场与电流之间有着密切的联系，它们相互影响，相互作用。
本文将探讨电流如何产生磁场，以及磁场如何影响电流的流动。
一、电流产生磁场根据安培法则，电流通过导线时会产生磁场。
当电流通过导线时，导线周围会形成一个闭合的磁场线圈。
磁场的大小和方向与电流的强度和流动方向有关。
磁场的大小和电流强度成正比，即电流越大，磁场越强。
磁场的方向根据右手螺旋定则确定，即将右手的四指放在导线上，让手指的方向与电流的流动方向相同，那么手掌的方向就是磁场的方向。
二、磁场对电流的影响1. 磁场对电流的产生当导线处于磁场中，磁场会对导线内的电子施加一个力，使电子受到偏转。
由于电流是由电子流动而形成的，所以磁场对电子的偏转间接导致了电流的产生。
2. 磁场对电流的方向根据楞次定律，电流产生的磁场的方向与外部磁场的变化方向相反。
这意味着，如果外部磁场的方向发生变化，导线中的电流方向也会相应地发生变化，以抵消外部磁场的影响。
3. 磁场对电流的阻力当导线内电流流动时，磁场会对电流施加一个阻力，使电流受到阻碍，这被称为磁阻抗。
磁阻抗的大小取决于磁场的强度和导线的形状、材料等因素。
磁阻抗反映了磁场对电流流动的影响程度。
三、应用案例磁场与电流的相互作用有着广泛的应用，以下是几个常见的案例：1. 电动机电动机利用电流在磁场中受力的原理工作。
当电流通过电动机的线圈时，会在线圈周围产生磁场，这个磁场与电动机中的永磁体磁场相互作用，从而产生电动力，驱动电动机转动。
2. 电磁铁电磁铁是一种由电流产生磁场的装置。
当电流通过电磁铁的线圈时，可以产生强磁场，将铁磁材料吸附。
这种装置在起重机、电磁锁等领域得到广泛应用。
3. 电磁感应根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动或磁场发生变化时，会在导体中产生感应电流。
这个原理被广泛应用于发电机、变压器等设备中。
四、总结磁场与电流之间有着密切的联系和相互作用。
电流通过导线时，会产生磁场，磁场的大小和方向与电流的强度和流动方向有关。
磁场对电流的作用原理
磁场对电流的作用原理电流和磁场的相互作用是物理学的重要现象之一，对于理解电机、电磁感应、磁瓦效应、变压器等电磁学现象有着重要的意义。
磁场对电流的作用原理也就是电磁力的原理，是指一股电流在外加磁场作用下所产生的电磁力。
一股电流通过一个线圈时，会在空间中形成一种定向的磁场。
当一个磁极让离它有一定距离的另一个磁极产生对磁时，它们之间就形成了一种相互之间的磁场作用关系。
同理，当一股电流通过一个线圈时，线圈空间内也会形成一种定向，线圈之外也会有一定范围内的磁场，其作用力强弱取决于电流的强弱，线圈越多，磁力越强，线圈越少，磁力越弱。
当一股电流通过一个线圈时，线圈空间内的磁场会对它产生力，称为磁力。
在此基础上，我们可以简单地理解磁场对电流的作用原理：电流的存在会引起空间的磁场变化，当它们发生变化时，空间内的磁场会对电流产生力，即磁场对电流产生推力，形成磁力来作用于电流。
磁场对电流的作用还表现出特殊的性质，即对称性。
对称性是指：当一股电流以某一种特定方向流动时，其空间中的磁场总是同一方向的。
如果逆向流动，则磁场也会相应的反方向变化，每提供磁场的电流的方向与其磁场的方向完全相反。
这就是磁场对电流的作用原理。
此外，当电流发生变化时，它所产生的磁力也会发生变化。
当电流减小时，磁力会减小；当电流增大时，磁力会增大。
这也是磁场对电流的作用原理。
磁力不仅可以作用于电流，还可以作用于静电，此外，它们还可以产生电动势，这在变压器中尤其重要。
当变压器的两侧的线圈空间中的磁场由于电流的不同而有所变化时，会产生电动势，从而使变压器能够实现对电压的调节。
简而言之，磁场对电流的作用原理就是：一股通过线圈的电流，会在空间中产生一个定向的磁场，线圈空间内的磁场会对电流产生力，称为磁力，磁力会随着电流变化而变化，能够实现电压的调节。
鉴于磁场对电流的作用原理的重要性，研究发展磁力学和应用已成为物理学领域中的重要内容，特别是在电磁学、电力学、强电磁场等领域，都是关键性的研究内容。
电流与磁场的相互作用及应用
电流与磁场的相互作用及应用电流与磁场是物理学中两个重要的概念，它们之间存在着紧密的相互作用关系。
本文将探讨电流与磁场的相互作用原理，并介绍一些相关的应用。
一、电流与磁场的相互作用原理电流通过导线时会产生磁场，而磁场又会对电流产生一定的影响。
这种相互作用关系由安培定律和洛伦兹力定律来描述。
安培定律指出，电流通过导线时，会在导线周围产生一个环绕导线的磁场。
磁场的大小和方向与电流强度和方向有关。
当电流方向改变时，磁场的方向也会相应改变。
洛伦兹力定律则描述了磁场对电流的影响。
当电流通过导线时，导线中的电子受到磁场力的作用，导致导线发生运动。
这个力的大小和方向由电流、磁场和导线之间的关系决定。
二、电流与磁场的应用1. 电动机电动机是利用电流与磁场相互作用的原理工作的。
当电流通过电动机中的线圈时，线圈周围产生的磁场与电动机中的磁场相互作用，产生力矩使电动机转动。
这种转动可以用来驱动各种机械设备，实现能量转换。
2. 电磁铁电磁铁是利用电流与磁场相互作用的原理制成的。
当电流通过电磁铁中的线圈时，线圈周围产生的磁场使铁芯具有磁性，从而产生吸力。
这种吸力可以用来吸附和固定物体，广泛应用于工业生产和实验室实验中。
3. 电磁感应电磁感应是指磁场对电流产生感应电动势的现象。
当导体相对于磁场运动或磁场发生变化时，导体中会产生感应电流。
这种现象被广泛应用于发电机、变压器等电力设备中，实现能量的转换和传输。
4. 磁共振成像磁共振成像是一种利用电流与磁场相互作用的医学影像技术。
它利用强大的磁场和射频脉冲来激发人体内的原子核，通过检测原子核的信号来获取人体内部的结构和功能信息。
磁共振成像在医学诊断中具有重要的应用价值，可以帮助医生准确诊断和治疗疾病。
5. 磁力计磁力计是一种利用电流与磁场相互作用的测量仪器。
它可以测量磁场的强度和方向，并将其转化为电信号输出。
磁力计在磁学研究、地质勘探、航天探测等领域中得到广泛应用。
总结：电流与磁场的相互作用是物理学中的重要概念，它们的相互作用原理被广泛应用于各个领域。
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。
16.3磁场对电流的作用_电动机
②当电流一定时，磁场强度越强，受力越大。
【应用方向】 实现了电能向机械能转化 磁场对处于其中的通电导 线能产生力的作用，并使 导线运动起来。这一实验 现象在电能应用利用方面 对你有何启示呢？ 【思考】 生活中利用这一原理发明了什么重要工具？
有关系，并且力的方向与电流和磁 场的方向垂直。
N N S
F
I
S
A
I
S
B
F
F
I
C
N
当电流方向与磁场方向平行时，通电导体不
受力的作用
一、磁场对电流的作用
【方向】 I 【结论】 I F） （B 若改变B方向、I方向中的一个，则受力方向随之改 变；若B方向、I方向同时变化，则受力方向不变化。 【思考】试画出下图中第三者的方向。 B
【思考】当转到下图所示的位置时，会出现什么现象呢？
此时ab、cd受力恰好在同一直 线上，而且大小相等，方向相 反，相互平衡，所以线圈在这 个位置上将保持平衡。
（平衡位置）
二、电动机
【设计】 ②如何让线圈绕过平衡位置呢？
【结构】 磁体、电刷、电源、线圈、转轴、换向器等。
（定子）
（转子）
磁场对通电线圈的作用
一、磁场对电流的作用
【回顾】 观看视频，反思奥斯特实验。
【思考】 若磁体固定，把通电导线悬挂会有什么现象？
一、磁场对电流的作用
课题 方案
探究磁场对电流的作用和特点
结论 拓展
1.磁场对其中的通电导体能产生力的作用。 2.力的方向和电流、磁场的方向有关。 1.磁场一定会对通电导体能产生力的作用吗？ 2.如何准确理清力、电流、磁场的方向关系？ 3.磁力的大小会和哪些因素有关呢？
2023届高考物理一轮复习课件：第十章 磁场 第一讲 磁场及其对电流的作用
A．磁感应强度 B 一定等于
IL
F
B．磁感应强度 B 可能大于或等于
IL
C．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大
D．在磁场中通电直导线也可以不受安培力
(BD)
3. 磁场中某区域的磁感线如图所示，则(
)
D
A．a点处没有磁感线，磁感应强度为零
B．a点处磁感应强度比b点处大
C．b点处的磁场方向和该点的切线方向垂直
∙
∙
×
异向电流相互排斥
∙ ×
I2
F
×
提能点(四)
导体运动情况的判定
方法1 等效法
(1)环形电流―→小磁针；
[例1]
(2)通电螺线管―→条形磁铁；
(3)通电线圈―→小磁针。
如图所示，在固定放置的条形磁铁S极附近悬挂一个金属线圈，
线圈与水平磁铁位于同一竖直平面内，当在线圈中通入沿图示方向流动的电
流时，将会看到
应强度大小都是 B ，则四根通电导线同时存在时 O 点的磁感应强度的大小
和方向为(
A)
A．2 2B ，方向向左
B．2 2 B ，方向向下
C．2 2B ，方向向右
D．2 2 B ，方向向上
3.磁感线：小磁针N级受力方向或静止时N级指向
①磁铁
②电流 (2)环形电流: 内外相反、内密外疏。
●
●
×
×
×
●
×
4IL
C.
2F 2－F 1
4IL
D.
2F 1－F 2
4IL
C
)
提能点(四)
导体运动情况的判定
方法1 等效法
(1)环形电流―→小磁针；
[例1]
磁场对电流的作用
磁场对电流的作用磁场是一种力场，可以对电流产生作用。
当电流通过导体时，会形成一个磁场环绕在导体周围。
反过来，当一个导体被放置在磁场中，磁场会对导体内的电流产生作用。
这种作用可以通过安培定律来描述，安培定律表明电流和磁场之间存在相互作用的关系。
首先，磁场对电流具有方向性的作用。
当导体内的电流流动时，磁场会根据右手法则产生一个环绕导体的方向。
这个方向可以通过靠近导体右侧的电磁铁吸铁石的引力方向来理解。
当导体在磁场中移动时，磁场会对导体产生作用力，使导体受到一个力的作用。
这个力的大小与导体内的电流强度成正比，与磁场强度成正比，与导体长度成正比，与导体与磁场夹角的正弦值成正比。
这个力的方向可以根据右手法则确定。
其次，磁场对电流有扭力的作用。
当导体呈螺旋状或圆环状时，由于导体上各位置的电流方向不同，磁场对导体上的各个电流元素产生的力也不同。
这样，磁场对导体产生的总力会使导体发生扭转。
这种扭转力的大小与磁场强度、导体长度、导体形状、导体上电流元素的大小有关。
此外，磁场还可以对导体内部的电流产生热效应。
当导体通过磁场而产生感应电动势时，电流会发生变化。
这种变化会导致电流产生欧姆热效应，从而使导体产生热量。
这也是我们常见的发电机原理，通过机械能转化为电能的过程。
磁场对电流的作用不仅仅局限于上述几种情况，在实际应用中还有很多其他作用。
例如，电动机的原理就是利用磁场对通电导线产生力矩，使得电动机能够转动。
同样地，磁力计、磁选机、磁控阀等设备都是利用了磁场对电流的作用原理。
此外，磁场对电子运动的影响也是现代物理学的研究课题之一。
总之，磁场对电流的作用是一个复杂而又重要的物理现象。
它不仅在电磁学领域中有着广泛的应用，还在现代科技的发展中发挥着重要的作用。
了解和掌握磁场对电流的作用原理，有助于我们更好地理解和应用电磁学知识，推动科学技术的发展。
磁场对电流的作用
磁场对电流的作用磁场对电流的作用是一种基本的物理现象，它在我们日常生活中随处可见。
从电磁铁吸引铁屑，到电动机的运转，都是磁场对电流作用的典型例子。
在本文中，我们将深入探讨磁场对电流的作用原理及其在现代科技中的应用。
首先，我们来了解一下磁场和电流的基本概念。
磁场是由运动电荷产生的，它可以通过磁铁或者电流产生。
电流则是电荷在导体中的流动，它产生的磁场可以影响周围的物体。
当电流通过导体时，会产生一个环绕导体的磁场，这就是磁场对电流的作用。
磁场对电流的作用主要表现在两个方面，洛伦兹力和磁感应强度。
首先是洛伦兹力，当电流通过导体时，会受到磁场的作用而产生力的作用。
这个力就是洛伦兹力，它的大小和方向由电流和磁场的关系决定。
当电流方向和磁场方向垂直时，洛伦兹力的大小最大；当它们平行时，洛伦兹力的大小为零。
这种力的作用使得电流导体会受到磁场的影响而发生运动。
另外一个方面是磁感应强度，它是磁场对电流的另一种作用。
磁感应强度是磁场对电流的一种度量，它的大小和方向决定了电流所受的磁场力。
当电流通过导体时，会产生一个磁场，这个磁场会影响周围的物体。
如果在磁场中放置一个导体，它会受到磁场力的作用而发生运动。
这就是磁感应强度对电流的作用。
磁场对电流的作用不仅仅是一种基本的物理现象，它还在现代科技中有着广泛的应用。
例如，电动机就是利用磁场对电流的作用原理来实现能量转换的。
当电流通过电动机的线圈时，会产生一个磁场，这个磁场会与电动机中的磁场相互作用，从而产生力矩使电动机转动。
这样就实现了电能到机械能的转换。
此外，磁场对电流的作用还被应用在发电机、变压器等设备中，它们都是利用磁场对电流的作用来实现能量的传输和转换。
除了在电机和变压器中的应用，磁场对电流的作用还被广泛应用在电磁感应、磁共振成像、磁悬浮列车等领域。
电磁感应是利用磁场对电流的作用原理来实现能量转换和传输的，它被应用在发电机、变压器等设备中。
磁共振成像则是利用磁场对电流的作用来实现对人体内部结构的成像，它在医学诊断中有着重要的应用。
磁场对电流的力的作用
磁场对电流的力的作用磁场是物理学中一个重要的概念，它对电流有着重要的影响。
磁场可以产生力，通过这个力的作用，可以使电流发生运动或者产生其他的影响。
本文将探讨磁场对电流的力的作用及其相关原理。
一、磁场的基本概念磁场是指物质中存在的、可以对其他物质或者物体产生磁力作用的空间区域。
我们可以通过两种方式来描述磁场，一种是磁力线，另一种是磁感线。
磁力线可以用来表示磁场的方向和强度，而磁感线则可以表示磁场的空间分布情况。
二、电流在磁场中的受力当电流通过导线或者其他导体时，会在周围形成磁场。
这个磁场可以对其他电流或者磁体产生力的作用。
磁场对电流的力的作用可以通过毕奥-萨伐尔定律来描述，即当电流通过一段导线时，磁场对该导线上的电荷施加一个垂直于导线和磁场的力。
具体来说，当电流通过导线时，磁场与电流垂直，根据右手定则，我们可以确定电流方向和磁场方向之间的关系。
根据这个关系，我们可以确定磁场对电流的力的方向。
当电流与磁场方向垂直时，力的方向垂直于电流和磁场的平面；当电流与磁场方向平行时，力的大小为零。
三、洛伦兹力磁场对电流的力的作用可以通过洛伦兹力来描述。
洛伦兹力是指电荷在磁场中受到的力，它的大小和方向与电流、磁场以及电荷的性质有关。
洛伦兹力的大小可以通过以下公式计算：F = qvBsinθ其中，F表示力的大小，q表示电荷的大小，v表示电荷的速度，B 表示磁场的强度，θ表示电荷的速度与磁场方向之间的夹角。
由上述公式可以看出，当电荷的速度与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大；当电荷的速度与磁场方向平行时，洛伦兹力为零。
四、磁场对电流的运动的影响根据洛伦兹力的作用，磁场可以对电流发生运动产生影响。
当电流通过一个封闭的导路时，磁场对电流施加一个力，使得导路出现一个磁力矩，导致导路发生旋转。
这个现象被称为电动机原理，它是现代电动机工作的基础原理。
此外，磁场还可以对电流产生一种力，使得电流被束缚在磁场中进行运动。
这个现象被称为霍尔效应，它被广泛应用于传感器、数码相机以及计算机等领域。
磁场对电流的作用,电流和磁场的关系
磁场对电流的作用|电流和磁场的关系磁场对电流的作用1、磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中要受到力的作用，力的方向跟电流的方向、磁感线方向有关。
当电流的方向或磁感线的方向变得相反时，通电导线受力的方向也变得相反。
2、能量转化：电能转化为机械能。
3、磁场对通电导体的作用可用左手定则来判定。
左手定则：如图所示，伸开左手，使大拇指与四指在同一平面内并相互垂直，让磁感线垂直穿人手心，使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。
4、磁场对通电导体作用的理解（1）磁场对通电导体的作用是“力”而不是“运动”，即通电导体在磁场中受到磁力作用，但不一定运动。
（2）通电线圈在磁场里因受力作用而发生转动，如果当线圈由于惯性刚转过平衡位置时，立即改变线圈中的电流方向，那么由于受力方向改变，线圈能按原方向继续转动下去。
（3）通电线圈在磁场中转动时，线圈平面与磁感线垂直的位置被称为平衡位置，此时线圈受到一对平衡力的作用。
电流和磁场的关系电流与磁场的关系主要包括两方面内容：电流产生的感应磁场，通电导体和带电粒子在磁场中的受力与运动。
电流产生的感应磁场的题目主要以定性判断为主，有时也涉及通电导体在电场中的受力与运动，主要使用安排定则和左手定则进行判断，需对磁感线的性质有直观且熟悉的了解。
通电导体特别是带电粒子在磁场中的受力与运动的题目往往涉及到复杂的牛顿力学和运动分析，是压轴题常见的考查内容。
此类题目的难点不在于物理，而在于数学能力和分析能力。
带电粒子在电场或磁场中的运动，涉及到的物理只是只有牛顿运动定律、电场力与电势能、洛伦兹力与圆周运动等几个公式，但题目中很可能出现复杂的装置和运动轨迹，解决此类题目关键在于数学而不是物理。
首先，要耐心且细心地读题，根据受力情况的变化，把复杂的装置或轨迹分为若干个阶段，每个阶段都属于容易分析处理的直线运动、圆周运动、抛体运动中的一种，然后定性地了解各阶段大致的受力和运动情况。
磁场对电流的作用原理实际应用
磁场对电流的作用原理实际应用1. 电流与磁场的基本关系在物理学中，电流与磁场有着密切的关系。
当电流通过导线时，会产生一个磁场，而磁场对电流也有一定的作用。
这种作用被称为磁场对电流的作用原理。
磁场对电流的作用原理实际应用广泛，并在各个领域都有重要的意义。
2. 磁场对电流的作用原理实际应用下面列举了几个磁场对电流的作用原理在实际应用中的例子：• 2.1 电磁铁–电磁铁是一种利用电流产生的磁场对物体施加力的装置。
通过通电，电磁铁产生的磁场会吸引铁磁物质。
这种原理在各种电磁设备中广泛应用，如电磁吸盘、电磁悬浮等。
• 2.2 电动机–电动机是一种利用磁场对电流产生力矩的设备。
当电流通过电动机的线圈时，磁场与电流产生作用，使得电动机的转子开始旋转。
电动机广泛应用于电力、工业、交通等领域。
• 2.3 电磁感应–磁场对电流的作用原理还可以应用于电磁感应。
当导体在磁场中运动，会产生感应电动势。
这一原理在发电机、变压器等设备中得到了广泛应用。
• 2.4 磁共振成像–磁场对电流的作用原理还被应用于磁共振成像（MRI）。
MRI 利用强磁场对人体内的水分子进行磁共振，从而得到人体内部的图像。
这种技术在医学领域中被广泛使用，用于诊断和治疗。
3. 磁场对电流的作用原理实际应用的重要性磁场对电流的作用原理在实际应用中具有重要意义。
它不仅可以用于实现各种电磁设备的工作，还可以应用于医学、环境监测、能源等领域。
• 3.1 提高设备效率–通过合理利用磁场对电流的作用原理，可以提高各种电磁设备的效率。
例如，利用电磁铁实现吸盘、吸铁石等装置，可以提高生产力和工作效率。
• 3.2 节约能源–利用磁场对电流的作用原理，可以实现能源的高效利用。
比如，电动机利用电流产生的磁场实现转子的旋转，将电能转化为机械能，实现能源的转换。
• 3.3 促进科学研究–磁场对电流的作用原理在科学研究中起着重要推动作用。
例如，利用磁场对电流的作用原理，可以实现粒子加速器，用于研究微观世界，探索物质的本质。
磁场和电流的关系
磁场和电流的关系磁场和电流是物理学中两个重要的概念，它们之间存在着密切的关系。
磁场是由电流产生的，而电流又会受到磁场的影响。
本文将介绍磁场和电流的关系，并探讨它们在不同情况下的相互作用。
首先，我们要了解磁场的概念。
磁场是指物体周围的空间中存在的磁力作用。
磁场可以由磁铁、电流和磁介质等物体产生。
磁场的特征包括磁场强度、磁场方向和磁场线。
磁场的强度可以用磁感应强度来表示，通常用字母B表示。
磁感应强度的单位是特斯拉（T）。
磁感应强度的大小与产生它的磁铁或电流的性质和强度有关。
接下来，我们来了解电流。
电流是电荷在导体中流动产生的现象，通常用字母I来表示，单位是安培（A）。
电流可以是直流也可以是交流。
直流电流的方向保持不变，而交流电流的方向周期性地改变。
当电流通过导线时，会产生一个由圆形磁力线组成的磁场。
这个磁场的方向可以用安培定则来确定。
安培定则规定，当我们右手握住导线，让拇指的方向与电流的方向一致，其他手指的弯曲方向就表示磁场的方向。
如果电流的方向相反，磁场的方向也会相反。
磁场对电流的影响是相当显著的。
当导线中有电流流过时，磁场会对导线产生力的作用。
这个力的大小与电流的强度、磁场的强度以及导线的长度和方向有关。
根据右手螺旋定则，电流方向与磁场方向垂直时，导线会受到最大的力。
除了对导线产生力的作用之外，磁场还可以引起电磁感应现象。
当磁场与导线或线圈相互作用时，会在导线或线圈中产生感应电动势。
这是由电磁感应定律所描述的。
根据电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。
如果磁场的强度改变较大，感应电动势也会相应改变。
此外，磁场还可以影响电流的流动路径。
当电流通过一个环形线圈时，如果在线圈内部加入一个磁铁，磁场将会使得电流沿着特定的路径流动。
这被称为霍尔效应。
霍尔效应在许多电子设备中都有应用，例如霍尔传感器和霍尔电流计。
磁场和电流的关系在许多领域都有重要的应用。
例如，在电动机和发电机中，通过利用电流与磁场的相互作用，可以将电能转换为机械能或者将机械能转换为电能。
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B
• 例4、如图所示，条形磁铁与悬挂的线圈平面 垂直，线圈中通有逆时针方向电流（从左侧 看）。在条形磁铁S极向线圈靠近时，线圈将 如何运动？
环形电流相 当于小磁针
N S
如果磁铁与线圈 平面平行呢？
N
S
（2）安培力参与的平衡问题的处理
安培力的方向总是垂直于电流方向和磁场方向 决定的平面，即一定垂直于B和I，但B和I不一 定垂直．有关安培力的力、电综合题往往涉及 到三维立体空间问题，如果我们变三维为二维 便可变难为易，迅速解题。
f
mg
mg
mg
[例3] 、 如图所示，通电导体棒AC静止于水平轨 道上，棒的质量为m，长为L，通过的电流为I， 匀强磁场的磁感强度为B，方向和轨道平面成角。 求轨道受到AC棒的压力和摩擦力各多大。
BIL N f mg B
N mg BILcos
受力分析时要把三维图转 化为二维图 处理的方法与力学相同， 要注意安培力的特点
sin37
0
0.8N
1N
N
×
F
G
• 如图所示，一根质量为40g、长为0.5m的细铜棒 MN用两等长的细线水平地悬吊在磁感应强度为 0.2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面水平向 里。 • （1）细线的张力为零，棒中的电流什么方向？ 大小是多少？ • （2）如果电流大小不变，将磁场方向变化竖直 向上，则细线的张力是多大？ 细线与竖直方向的夹角是多大？
F 垂直纸面向外
F 垂直纸面向外
跟踪练习2、已知磁场方向和安培力方向，试确 定图中电流的方向 。
I
I
×
I
Fห้องสมุดไป่ตู้
2、安培力的大小：
①B与导线垂直： F BIL
② B与导线平行：
F 0 F BIL sin
③B 与导线不平行，
也不垂直：
①一般只适用于匀强磁场；
②L⊥B；
③如果是弯曲的通电导线，则L是指有效长度， 它等于导线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
f BILsin
[例4]如图所示，电源电动势E=2V，内阻r＝0.5 Ω，竖 直导轨电阻可以忽略不计，金属棒的质量m＝0.1kg， R＝0.5Ω，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，有效长度 为l=0.2m，靠在导轨的外面，为使金属棒不滑动，应 加一与纸面成30°与棒垂直且向里的磁场，问： （1）此磁场是斜向上还是斜向下？ （2）B的范围是多少？
BIl cos60 mg f f N
0
N BIl sin 60 BIl cos600 f mg f N
0
BIL N X f mg
N BIl sin 600
[例5]如图所示，一个密度ρ=9g/cm3、横截面积S=10mm2的金 属环，处于径向对称方向发散的磁场中，环上各处的磁感应强 度为B=0. 35 T，若在环中通以顺时针方向（俯视）电流I=10 A， 并保持△t=0. 2 s，试分析：环将做什么运动？运动的距离是多 少？（不计空气阻力，g= 10 m/s2）
例、电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示， 1982年，澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体 （包括金属杆EF的质量）加速到10km/s的电磁炮 （常规炮弹的速度约为2km/s），若轨道宽2m，长 为100m，通以恒定电流10A，则轨道间所加匀强磁 场的磁感应强度为多大？磁场力的最大功率为多大？ （不计轨道摩擦） 2 v 2as v 2 0 a 5 105 m / s 2 2s
例5、质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上， 导轨宽度为d，杆ab与导轨间的摩擦因数为μ．有电流时 ab恰好在导轨上静止，如 • 图所示是沿ba方向观察时的四个平面 • 图，标出了四种不同的匀强磁场方向， • 其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是（ ） N F安 F安 N
f
F安 mg
N F安
F ma 1100N
F B 55T IL
Pm Fv 1.1107 W
3、安培力的应用
（1）、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，从而判断出整段 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。 见学案 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。利用这些结论分析，可以事半功 倍． 见学案
例2、如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上在其左上 方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以如 图所示方向电流时（ ） F
• A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力 • B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力 • C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力 F’ • D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力 【例3】如图所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁 磁极的正上方,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）（ A） 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
第二课时：磁场对电流的作用
1、安培力的方向：
①伸开左手，使大拇指跟 其余的四指垂直共面， ②把左手放入磁场, 让磁感 线穿过掌心， ③以磁感线为轴,旋转左手, 让四指指向电流方向 , 伸 直的大拇指的指向就是 安培力方向。
——左手定则
FI FB
跟踪练习1、已知磁场方向和电流方向，试 确定图中电流所受安培力的方向
• 如图所示，跟水平面成370角且连接电源的光滑 金属框架宽为20cm，一根重为G的金属棒ab水 平放在金属框架，磁感应强度B=0.6T，方向竖 直向上，当通过金属棒的电流为5A时，它刚好处 于静止状态，求金属棒的重力和金属框架对棒的 支持力大小。
F BIL 0.6N
G
N
F tan 370 F