磁场对通电导线的作用
根据磁场对通电导线的作用原理制成的
根据磁场对通电导线的作用原理制成的在我们生活的现代世界中，有许多令人惊叹的科技设备和工具，它们的运行原理都离不开物理学中的基本规律。
其中，磁场对通电导线的作用原理是一项至关重要的发现，基于这一原理制造出的各种设备极大地改变了我们的生活。
让我们先来了解一下磁场对通电导线的作用原理到底是什么。
当一根通电的导线置于磁场中时，导线就会受到一个力的作用。
这个力的大小与电流的大小、导线在磁场中的长度、磁场的强度以及电流方向与磁场方向的夹角有关。
具体来说，力的大小可以用公式 F ＝BILsinθ 来计算，其中 F 表示力，B 表示磁场强度，I 表示电流，L 表示导线在磁场中的长度，θ 表示电流方向与磁场方向的夹角。
基于这一原理，首先不得不提的就是电动机。
电动机是将电能转化为机械能的装置，它在我们的日常生活中无处不在，从家里的电风扇、洗衣机，到工厂里的大型机械，都离不开电动机的身影。
在电动机中，通常有一个定子和一个转子。
定子是固定不动的部分，上面绕有线圈，通电后会产生磁场。
转子则是可以转动的部分，上面也绕有线圈，当通以电流时，在定子磁场的作用下，转子就会受到力的作用而旋转起来。
为了让电动机能够更高效、更稳定地运行，工程师们在设计和制造过程中需要考虑很多因素。
比如，如何优化定子和转子的结构，以提高磁场的强度和均匀性；如何选择合适的材料，以减小电阻和提高导电性；如何控制电流的大小和方向，以实现精确的调速和转向控制等等。
除了电动机，磁悬浮列车也是利用磁场对通电导线的作用原理实现运行的一个典型例子。
传统的列车是依靠车轮与轨道之间的摩擦力来推动前进的，而磁悬浮列车则是利用磁力使列车悬浮在轨道上方，并通过磁场对通电导线的作用来推动列车前进。
在磁悬浮列车的系统中，轨道上布置有一系列的电磁铁，列车底部也安装有相应的电磁铁。
通过控制电流的大小和方向，可以调节电磁铁之间的吸引力和排斥力，从而实现列车的悬浮和推进。
这种运行方式不仅大大减少了列车与轨道之间的摩擦阻力，提高了运行速度，而且还降低了噪音和振动，提高了乘坐的舒适性。
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。
高中物理磁场对通电导线的作用力
高中物理磁场对通电导线的作用力在高中物理的学习中，磁场对通电导线的作用力是一个非常重要的知识点。
它不仅是理解电磁学现象的基础，也在实际生活和科技应用中有着广泛的应用。
接下来，让我们一起深入探讨这个有趣且实用的物理概念。
当一根通电导线置于磁场中时，它会受到一种力的作用，这种力被称为安培力。
安培力的大小与多个因素有关，其中包括导线中电流的大小、导线在磁场中的长度、磁场的磁感应强度以及电流方向与磁场方向的夹角。
首先，电流的大小是影响安培力的一个重要因素。
电流越大，导线所受到的安培力也就越大。
这就好比水流，水流越大，其冲击力也就越强。
同样地，在通电导线中，电流越大，其在磁场中所产生的作用效果也就越明显。
其次，导线在磁场中的长度也会对安培力产生影响。
导线越长，受到的安培力也就越大。
可以想象一下，一根长长的导线在磁场中就像是一个长长的杠杆，越长的杠杆在受到相同的力时，其产生的效果也就越显著。
磁场的磁感应强度也是至关重要的。
磁感应强度越大，通电导线所受到的安培力也就越大。
磁感应强度可以理解为磁场的“强度”，就像风的强度一样，风越强，对物体的作用力也就越大，磁场的磁感应强度也是如此。
还有一个关键的因素就是电流方向与磁场方向的夹角。
当电流方向与磁场方向垂直时，安培力最大；当电流方向与磁场方向平行时，安培力为零。
这就好比我们推一个物体，如果我们垂直于物体的表面用力，那么产生的推动效果是最明显的；而如果我们平行于物体的表面用力，那么就无法推动物体。
那么，安培力的方向又是如何确定的呢？我们可以通过左手定则来判断。
伸出左手，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是安培力的方向。
为了更好地理解这个概念，我们来看一个实际的例子。
在电动机中，通电导线在磁场中受到安培力的作用，从而使电动机的转子转动起来。
在这个过程中，正是由于磁场对通电导线的作用力，才实现了电能向机械能的转化。
再比如，磁悬浮列车也是利用了磁场对通电导线的作用力。
磁场对通电导线的作用力
3.2磁场对电流的作用【学习笔记】：一、安培力： 。
二、安培力的大小（匀强磁场）。
实验装置如右图所示，研究对象： 。
1.磁场方向与电流方向垂直时： ①只改变通电导线电流I 的大小：磁场、导线长度一定时，当电流增大，导线偏角 ，安培力 ； ②只改变匀强磁场中导线的长度：磁场、电流一定时，当导线长度L 变大，导线偏角 ，安培力 ； 结合精密实验：通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通电导线的作用力与导线长度和电流大小成 即F 安 IL ，比例系数与磁场强弱有关，用符号B 表示，则安培力的公式为: F 安= 。
2.磁场方向与电流方向平行时：导线 （运动、不动），F 安= 。
三、安培力的方向。
实验装置如右图所示。
1.保持磁场的方向不变（N 极在上，S 极在下），改变电流安培力方向 （不变、安培力方向 （不变、分析总结：①安培力方向 （垂直或平行）磁场方向；安培力方向 （垂直或平行）电流方向。
②安培力（垂直或平行）磁场与电流所在的平面。
3.分析安培力与磁场、电流的空间位置关系。
4.左手定则：伸开左手，使大拇指与其余四指在同一个平面内，并相互垂直，把左手放入磁场中，让磁感线穿过手心，使的方向与电流方向相同，大拇指所指的方向就是导线所受的安培力的方向。
5.针对练习：画出下图中安培力的方向四、安培力的应用。
说明简易电动机的工作原理：五、习题：1.画出下列导线所受的安培力方向。
2.如图是直流电动机的模型，已知磁场、电流方向，分析导线受力，并判断线圈的转向。
六、课堂小结，学到哪些内容：。
《磁场对通电导线的作用力》教案6
《磁场对通电导线的作用力》教案6教案6：《磁场对通电导线的作用力》教学内容：本节课的教学内容来自于高中物理教材第四章第三节“磁场对通电导线的作用力”。
本节主要讲述磁场对通电导线的作用力，包括安培力的产生条件、大小计算以及方向判断。
具体内容包括：1. 安培力的产生条件：通电导线与磁场方向不平行时，导线会受到磁场的作用力。
2. 安培力的大小计算：安培力的大小与电流强度、磁场强度、导线长度以及导线与磁场方向的夹角有关，公式为 F = BILsinθ。
3. 安培力的方向判断：安培力的方向由右手定则判断，即右手的四指握住导线，大拇指指向电流方向，其他四指所指的方向为磁场方向，安培力的方向为大拇指所指的方向。
教学目标：1. 学生能理解磁场对通电导线的作用力，知道安培力的产生条件、大小计算和方向判断。
2. 学生能运用安培力公式解决实际问题，提高学生的应用能力。
3. 学生通过实验观察安培力的现象，培养学生的观察能力和实验操作能力。
教学难点与重点：1. 安培力的产生条件。
2. 安培力的大小计算和方向判断。
教具与学具准备：1. 教具：黑板、粉笔、实验器材（通电导线、磁铁、电流表、电压表、滑动变阻器等）。
2. 学具：笔记本、笔、实验报告表格等。
教学过程：一、导入：通过一个简单的实验，让学生观察磁铁对通电导线的作用力，引发学生对磁场对通电导线作用力的兴趣。
二、新课讲解：1. 讲解安培力的产生条件，通过示例和图示让学生清晰理解。
2. 讲解安培力的大小计算公式，并通过例题演示如何运用公式解决实际问题。
3. 讲解安培力的方向判断，通过右手定则让学生快速准确判断安培力的方向。
三、随堂练习：给出一些实际问题，让学生运用安培力公式进行计算，巩固所学知识。
四、实验操作：让学生分组进行实验，观察安培力的现象，培养学生的观察能力和实验操作能力。
板书设计：1. 安培力的产生条件：通电导线与磁场方向不平行。
2. 安培力的大小计算：F = BILsinθ。
磁场对通电导线的作用
磁场对通电导线的作用首先，让我们来详细了解磁场对通电导线产生力的作用。
当一个导线通过一个磁场时，磁场会对导线中的电荷施加力。
这是由于电荷在磁场中运动时受到洛伦兹力的作用。
洛伦兹力的大小与电荷的大小、电流的大小和磁场的大小相关。
根据右手法则，当电荷的运动方向与磁场的方向垂直时，力的方向与电流的方向垂直。
这就是著名的洛伦兹力。
洛伦兹力的应用非常广泛。
其中一个典型的应用是电动机。
在电动机中，通电导线被放置在一个强磁场中，当电流通过导线时，洛伦兹力会使得导线开始转动。
这样，电能可以被转化为机械能，实现物体的运动。
同样，电子在电视和计算机显示器中的运动也是通过洛伦兹力实现的。
另一个重要的作用是磁场对导线产生电磁感应现象。
当一个导体相对于磁场运动时，导体中会产生感应电流。
这就是著名的法拉第电磁感应定律的内容。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于导体的运动速度、导体和磁场的相对速度以及磁场的强度。
磁场对导线产生电磁感应现象的应用也非常广泛。
一个典型的应用是发电机。
在发电机中，一个导线被放置在一个强磁场中，并通过机械力转动。
当导线旋转时，感应电动势被感应出来，并使得电子在导线中流动，这样电能就被转换为机械能。
在实际应用中，磁场对通电导线的作用是不可忽视的。
例如，MRI（磁共振成像）是一种医学影像技术，它可以通过产生磁场并让身体中的水分子排列起来，然后通过感应电流的方式获取图像。
这种技术非常有用，可以准确地观察人体内部的问题。
在电磁学中，磁场对通电导线的作用是不可或缺的。
它不仅可以产生力，还可以产生电磁感应现象。
通过使用磁场对导线产生的力和电磁感应现象，我们可以实现电能转换为机械能，或者利用感应电动势从机械能转换为电能。
这种技术在能源转换、电力传输和医学影像等领域具有广泛的应用。
通过进一步研究和改进磁场对通电导线的作用，我们可以开发更多创新的应用，为人类的进步和发展做出贡献。
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》 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中，电和磁无处不在。
从电动玩具中的小马达，到大型的电力设备，都离不开电与磁的相互作用。
而在这其中，磁场对通电导线的作用力是一个非常重要的概念，它不仅在理论上有着深刻的意义，更在实际应用中发挥着巨大的作用。
想象一下，当电流在导线中流动，而周围存在着磁场时，导线会受到一种神秘的力量，这种力量会使导线发生运动或者产生形变。
那么，这种力量到底是如何产生的？它的大小和方向又受到哪些因素的影响呢？让我们一起来深入探究。
二、磁场的基本概念首先，我们来了解一下磁场。
磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质，但我们可以通过它对放入其中的磁体或通电导线产生力的作用来感知它的存在。
磁场具有方向和强弱。
我们通常用磁感线来形象地描述磁场。
磁感线是一些假想的曲线，其切线方向表示磁场的方向，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
在磁体外部，磁感线从 N 极出发，回到 S 极；在磁体内部，磁感线则从 S 极指向 N 极，形成一个闭合的回路。
三、通电导线在磁场中受力的实验为了直观地感受磁场对通电导线的作用力，我们可以进行一个简单的实验。
准备一个蹄形磁铁，一根直导线，一个电源和一些导线。
将直导线水平地放置在蹄形磁铁的磁场中，然后通过电源给导线通电。
当导线中有电流通过时，我们会观察到导线发生了运动。
这就直接证明了磁场对通电导线有力的作用。
四、安培力的大小那么，磁场对通电导线的作用力大小与哪些因素有关呢？经过大量的实验和理论研究，我们发现，安培力的大小与导线中的电流大小、导线在磁场中的长度、磁感应强度以及导线与磁场方向的夹角有关。
具体来说，安培力的大小可以用公式 F ＝BILsinθ 来表示。
其中，F 表示安培力，B 表示磁感应强度，I 表示电流强度，L 表示导线在磁场中的有效长度，θ 表示导线与磁场方向的夹角。
当导线与磁场方向垂直时（θ ＝ 90°），sinθ ＝ 1，安培力最大，F＝ BIL；当导线与磁场方向平行时（θ ＝ 0°），sinθ ＝ 0，安培力为零。
磁场对通电导线的作用—安培力
B B
B
I F
I
I
B
B
F
I
α
α
B F
I
BI
30 F °
B
F
I α
7.当电流与磁场方向夹角为θ时， F = ILBsinθ
B1
B2
8、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
4.磁电式电流表的特点
（1）表盘的刻度均匀，θ∝I。 （2）灵敏度高，但过载能力差。 （3）满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。
例3.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、不能确定
N f
θ
X
F
θ
θ
G
精确实验表明：通电导线与磁场方向垂直时，磁场对通 电导线作用力的大小与导线长度和电流大小都成正比，即
F IL 比例系数与导线所在位置的磁场强弱有关，用符
号B表示（关于它的意义，下节将进一步介绍）则磁场对通
电导线作用力的公式为：
F ILB
4.公式：
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
教材资料分析 思考与讨论 线圈在磁场中如何运动
图2、3-4 如果放在磁场中的不是一段通电的导线，而是一个通电的矩形
线圈 abcd(图 2、3-4)，会发生什么现象？ 点拨 如图所示．由左手定则可判知 ab、cd 两边所受安培力的 方向相反，线圈绕 OO′转动．这就是电动机的原理．
磁感应强度的理解
图2-3-5
解析
导线转动前，电流方向与磁感线方向相同，导线不受安
培力；当导线转过一个小角度，电流方向与磁感线不再平行， 于是导线受到安培力；当导线转过 90° 时，电流方向与磁感线 垂直，此时导线受的安培力最大．用左手定则可以判断安培力 的方向始终不变．所以选项 D 正确． 答案 D
4．如图所示，在匀强磁场中放有下列各种形状的通电导线， 电流大小均为 I，磁感应强度均为 B，求各导线所受到的安培 力．
三 磁场对通电导线的作用
1．会计算通电导体在磁场中所受安培力的大小． 2．学会用左手定则判断安培力的方向． 3．了解电动机的构造及工作原理． 4．熟练掌握磁感应强度的定义及其物理意义．
一、安培力 1．定义：通电导线在 磁场中 受到的力叫做 安培力 ． 2．特点：通电直导线与磁场方向 垂直时，所受的安培力最大 ；
解析 磁感应强度的引入目的就是用来描述磁场强弱，因此选 项 A 是正确的； 磁感应强度是与电流 I 和导线长度 L 无关的物 F 理量，且 B＝IL中的 B、F、L 相互垂直，所以选项 B、C、D 都是错误的． 答案 A
2．关于磁感应强度，下列说法中正确的是(
)．
A．匀强磁场中的磁感应强度可以这样测定：测出一段通电导 线放在磁场中受到的安培力 F，及该导线的长度 L、通过的电 F 流 I，则 B＝IL B．通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度 一定为零 F C．B＝IL只是定义式，磁感应强度是磁场本身的属性，与放不 放通电导线无关 D．通电导线所受安培力的方向就是磁感应强度的方向
磁场对通电导线的作用
解法二 等效法 将环形电流等效成小磁针，如图所示，根据异名磁极相吸引知， 线圈将向左运动，选A.也可将左侧条形磁铁等效成环形电流，根 据结论“同向电流相吸引，异向电流相排斥”，也可判断出线圈 向左运动，选A. 答案：A
三、归纳总结
判定通电导体在安培力作用下的运动或运动趋势的思路：
答案：B
例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．当线圈内通以图示方向 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
解析：解法一 电流元法首先将线圈分成很多小段，每一小段可看作 一直线电流元，取其中上、下两小段分析，其截面图和受到的安培力 情况如图所示．根据对称性可知，线圈所受安培力的合力水平向左，
研究对象: 通电 明确 导体所在位置的磁
导线或导体
场分布情况
导体的运动方向或 导体的受力情况 确定 运动趋势的方向
利用 左手定则
磁场对通电导线的作用
一、知识梳理
磁场对通电导线的作用——安培力
1.安培力的方向 (1)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)两平行的通电直导线间的安培力：同向电流互相 吸引 ，异向电流互
(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，异向电流相互排斥； 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.（慎重） (5)转换研究对象法：定性分析磁体在电流磁场作用的受力和运动时，可先分析 电流在磁体的磁场中受到的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受电流 的作用力.
1-1 磁场对通电导线的作用-安培力 课件 -高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
(其他电阻不计)
B
N
θ
N
θ G
B
F安
【答案】R=0.2Ω
练习5、图中匀强磁场磁感应强度为B，有一段长L，通有电流为I的直导 线ab，电流方向从a到b，则导线所受磁场力大小和方向如何？并将立体 图改画为平面图
B b
α
B
a
b
a
α
α
平面上
斜面上
B α
F
B F
α
练习6、如图所示，在倾角为300的斜面上，放置两条光滑平行导轨，其
电后CD的运动情况
C
F
× × × ·· · × × × ·· ·
× × × ·· ·
× × × ·· · × × × ·· ·
A
B
F
D 两相交直导线间的相互作用：有转到同向的趋势。
安培定则、左手定则的比较：
用途
安培定则(右手螺旋定则) 判断电流的磁场方向
左手定则 判断电流在磁场中的受力方向
适用对象
练习2.如图所示，把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁两极 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）（ C ）
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
解析：现将导线AB从N、S极的中间O分成两段，AO、OB段所处的磁 场方向如图所示，由左手定则可得AO段受安培力方向垂直于纸面向 外，OB段受安培力的方向垂直纸面向里，课件从上向下看，导线AB 将绕O点逆时针转动。再根据导线转过900时，如图所示，导线AB此 时受安培力方向竖直向下，导线将向下运动。故应选C。
示。则当两者通以图示方向的电流时，直导线AB的运动情况是（ A ）
磁场对通电导线的作用 课件
一、安培力
活动与探究 如图所示,用两根细铜丝把一根直导线悬挂起来,放入蹄形磁铁形
三、电动机
电动机在生产、生活中有着广泛的应用,其原理就是通电导线在磁
场中受到安培力作用工作的.各种电动机都由定子和转子组成.
预习交流 3
如图所示,把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在蹄形磁铁之间,盘 的下边缘浸在液态水银中,把转轴和导电液体水银分别接在一直流电 源的两极上,铝盘就会转动起来.为什么?用什么方法可以改变铝盘的转 动方向?
例 1如图所示,放在台秤上的条形磁铁两极未知,为了探明
磁铁的极性,在它中央的正上方固定一导线,导线与磁铁垂直,给导线通 以垂直纸面向外的电流,则( )
A.如果台秤的示数增大,说明磁铁左端是北极 B .如果台秤的示数增大,说明磁铁右端是北极 C .无论如何台秤的示数都不可能变化 D .以上说法都不正确
答案:可以类似地引入物理量“磁感应强度”,但定义时不能引入试 探电荷.
解析:因为磁场对静止的电荷没有作用,所以无法通过其受力来定
义物理量,但磁场对电流有力的作用,因此可以通过引入直线电流,根据
其受力来定义磁感应强度.
迁移与应用
例 2关于磁感应强度,下列说法正确的是( )
A.磁场中某处的磁感应强度大小,就是长度为 L、所通电流为 I 的一 段直导线放在该处时,通电导线所受安培力 F 与 I、L 乘积的比值
答案:这个实验说明通电导线在磁场中会受力,受力的方向与磁场 方向以及电流的方向有关.
二、磁感应强度 1.一段通电直导线垂直放在磁场里所受的安培力与导线中的电流
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磁场对通电导线的作用【知识要点】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）【学法指导】一．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二、判定安培力作用下导体运动方向常用方法有以下四种：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作用力方向，最后确定运动方向．例1．如图所示，一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N极的一端，当线圈通以图示方向的电流I时，下列说法中正确的是（）①线圈圆面将有被拉大的倾向③线圈将向S极一端平移②线圈圆面将有被压小的倾向④线圈将向N极一端平移A．①③ B．①④ C．②③ D．②④答案：B例2．如图，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时，从上往下看，导线的运动情况是（）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，同时上答案：C2．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：环形电流可以等效小磁针，通电螺线管可以等效为条形磁铁，条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管．通电螺线管可以等效成多匝的环形电流．例4．如图所示，水平放置的条形磁铁N极的附近悬挂着一个能自由运动的圆形导线线圈，线圈与条形磁铁处在同一竖直平面，当线圈以图示方向的电流时，从上向下看，线圈将（）例5．实验表明电流和电流之间也会通过磁场发生相互作用：两条平行的直导线当通以相同方向的电流时，它们相互吸引；当通以相反方向的电流时，它们相互推斥．试解释之．例6．两条通电的直导线互相垂直，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB是固定的，另一条CD能自由转动．通以图示方向的直流电后，CD导线将( )A．逆时针方向转动，同时靠近导线ABB．顺时针方向转动，同时靠近导线ABC．逆时针方向转动，同时远离导线ABD．顺时针方向转动，同时远离导线AB答案：B4．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．例7．如图所示，在通电长导线的旁边放一个可以自由移动和转动的矩形通电线圈，线圈和导线在同一平面上，它的a、c两边和导线平行．试讨论一下线圈各边的受力情况．线圈在磁场中将怎样运动？（远离I方向运动）【典型例析】例8．如图1所示，垂直折线abc入I的电流。
ab=bc=L，折线所在平面与匀强磁感强度B 垂直.abc受安培力等效于ac（通有a→c的电流I）所受安培力，即F1= ，方向同样由等效电流ac判定为在纸面垂直于ac斜向上，同理可以推知：i如图2所示，半圆形通电导线受安培力F2=ii 如图3所示，闭合的通电导线框受安培力F3= （；F=BI·2R；F=0。
）例9、如图所示为一通电直导线，该导线中每米长度有n个自由电荷，每个自由电荷的电量均为q，它们的定向移动速率均为v，现加一匀强磁场，磁场方向与导线垂直，磁感强度为B，则磁场对这条导线上长度为l一段的安培力大小应是（）A．nqvBl B．nqBl/v C．qBl/nv D．qvBl/n【基础训练】1．指出如图所示六种情况电导体棒ab所受的各个力的方向与大小．设棒长为l，通电电流为I，磁感强度为B，导体棒光滑．2．质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ．有电流时，ab恰好在导轨上静止，如图所示；下图是它的四个侧视图，图中已标出四种可能的匀强磁场方向，其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是图1 图3图2（ ）3．通电矩形导线框abcd 与无限长通电导线MN 在同一平面，电流方向如图所示，ab 边与MN 平行，关于 MN 的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（ ）A 、线框有两条边所受的安培力方向相同；B 、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 、线框将以ab 边为轴向外转动；4．如图所示。
一个位于xy 平面的矩形通电线圈只能绕ox 轴转动，线圈的四个边分别与x 、y 轴平行，线圈中的电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来。
（ ） A ．方向沿x 轴正向的恒定磁场 B ．方向沿y 轴的正向恒定磁场 C ．方向沿z 轴的正向恒定磁场 D ．方向沿z 轴的正向变化磁场5、如图所示，接通电键K 的瞬间，用丝线悬挂于一点，可自由转动的通电直导线AB 将( )A.A 端向上，B 端向下，悬线力不变；B.A 端向下，B 端向上，悬线力不变；C.A 端向纸外，B 端向纸，悬线力变小；D.A 端向纸，B 端向纸外，悬线力变大。
a b cdMN3、答案：BC，4、答案：B；5答案：BC安培力同步练习1、在条形磁铁旁边，放一个通有如图所示电流的轻质线圈ａｂｃｄ，则线圈的运动情况是（）A、ａｂ边转向纸外，ｃｄ转向纸里，同时靠近Ｎ极。
B、ａｂ边转向纸外，ｃｄ转向纸里，同时远离Ｎ极。
C、ａｂ边转向纸里，ｃｄ转向纸外，同时靠近Ｎ极。
D、ａｂ边转向纸里，ｃｄ转向纸外，同时远离Ｎ极。
2. 如图所示，两根垂直纸面平行固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流，沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是（）A. 沿纸面逆时针转动B. 沿纸面顺时针转动C. a端转向纸外，b端转向纸里D. a端转向纸里，b端转向纸外3. 在匀强磁场中放入通有相同电流的三条不同形状的导线，如图所示.每条导线的两个端点间的距离相等，问所受磁场力最大的导线是（）A. 甲线最大B. 乙线最大C. 丙线最大D. 三条线一样大4. 如图所示，匀强磁场对电流I的作用力为F的相互关系（方向关系），正确的是（）5. 如图所示，一根无限长通有电流为I的直导线旁边放一通电矩形线框，其中电流方向见图所示，直导线和线框在同一平面中，则线框受通电直导线的作用将做以下哪种运动（）A. 静止不动B. 向左平动C. 向下平动D. 向右平动6. 如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘线水平吊起通电直导线A。
A与螺线管垂直，如图所示，电键K闭合后，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是（）A. 水平向左B. 水平向右C. 竖直向下D. 竖直向上7. 两条长直导线AB和CD相互垂直，相隔一很小距离，通以如图所示方向的相同电流，其中AB固定，CD可以其中心为轴自由转动并且平动，则CD的运动情况应是（）A. 顺时针方向转动，同时靠近导线ABB. 逆时针方向转动，同时离开导线ABC. 顺时针方向转动，同时离开导线ABD. 逆时针方向转动，同时靠近导线AB8. 在图中，PQ，MN为光滑金属导轨，ab为金属棒，与电源组成闭合电路，该装置在竖直平面。
为使ab静止，可将该装置放在匀强磁场中，其磁场方向应是（）A. 竖直向上B. 竖直向下C. 水平向纸外D. 水平向纸9. 长度为L的直导线通以电流I放在磁感应强度为B的匀强磁场中受到的磁场力为F，则（）A. F一定和L垂直，不一定和B垂直B. 当L⊥B时由公式F＝ILB看出F跟B、L、I三者都成正比C. B一定和F、L都垂直，F和L的夹角可以是任意的D. 只有当L与B垂直时F才和B垂直10. 如图所示，矩形通电线框abcd，可绕其中心轴OO'转动，它处在与OO'轴垂直的匀强磁场中，在磁场力作用下线框开始转动，最后静止在平衡位置，则平衡后（）A. 线框四边都不受磁场力作用B. 线框四边都受到指向线框外部的磁场力的作用，但合力为零C. 线框四边都受到指向线框部的磁场力的作用，但合力为零D. 线框的一边受到指向线框外部的磁场力的作用，另一边受到指向线框部的磁场力的作用，合力为零（）11. 一根有质量的金属棒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纸面向里的匀强磁场中，棒有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力．为了使拉力等于零，可（）A. 适当减小磁感应强度B. 使磁场反向C. 适当增大电流强度D. 使电流反向12. 如图，条形磁铁放在水平桌面上，它的正中央上方固定一直导线，导线与磁铁垂直．给导线通以垂直纸面向外的电流，则（）A. 磁铁对桌面压力减小，仍不受桌面摩擦力作用B. 磁铁对桌面压力减小，要受到桌面摩擦力作用C. 磁铁对桌面压力增大，仍不受桌面摩擦力作用D. 磁铁对桌面压力增大，要受到桌面摩擦力作用13. 如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有一段折成直角的金属导线abc，ab＝bc＝L，导线有如图的电流，电流强度为I，磁感应强度为B，要使该导线保持静止不动，应在b点加一多大的力，方向如何？（导线所受重力不计）14. 如图所示，ab，cd为两根相距2m的平行金属导轨，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，通以5A的电流时，棒沿导轨做匀速运动；当棒中电流增加到8A时，棒能获得2m/s2的加速度，求匀强磁场的磁感应强度的大小。
15. 如图所示，通电导体棒AC静止于水平导轨上，棒的质量为m长为L，通过的电流强度为I，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，求导轨受到AC棒的压力和摩擦力各为多大？16. 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？【试题答案】 1. A 2. D 3. D 4. A5. D6. C7. A 8. D9. B10. B 11. C 12. A13. BIL F 2=，方向与bc 夹角为ο45斜向上14. 1.2T15. mg －BIL cosθ，BIL sinθ 16．略。