磁场对通电导线的作用
磁场对通电导线的作用力PPT精品课件
若改变通电导线在磁场受力的方向，可 采用的方法（ ） A.改变通电导线中的电流大小 B.只改变电流方向或只改变磁感线方向 C.同时改变电流方向和磁感线方向 D.改变电流大小和磁场强弱
3.通电导体在磁场中受力的方向跟电流方 向和磁场的磁感线方向有关。这个力的方 向既与电流方向垂直，又与磁感线方向垂 直。
伸开左手，使大拇 指与四指在同一平面 内并跟四指垂直，让 磁感线垂直穿入手心， 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。
1.组成：音圈、永磁体、锥形纸盆三个 主要部分。
25
30
25
人口占全国总人口（％） 40
55
4
1
世界屋脊
（点击图片观看录像）
思考
我国地势分为 哪几级阶梯？ 青藏地区位于 哪个阶梯上？ 青藏地区的海 拔大致多少？
不同海拔的气温差异
夏季
青藏地区的地形特征
雪峰连绵，冰川广布 湖泊众多，大河源头 长江、黄河、雅鲁藏布江
青海湖、纳木错
青藏地区与长江中下游地区气温差异
高原农牧业
－耐寒
• 有利条件
– 日照强 – 温差大 – 晴天多 – 大气洁净
• 不利条件
– 气温低 – 降水少
思考
青藏地区发展农牧业的有利及不利条件分别是什么？
高寒气候
• 冬寒夏凉 • 太阳辐射强 • 降水少
高原种植业
喜温凉农作物： 青稞、小麦、豌豆
5000m 4500m 4000m 3000m
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》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
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。
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：
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。
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
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
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内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，当线圈内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内，当线圈中通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中通入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F 1= ，方向同样由等效电流ac判定为在纸面内垂直于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，该导线中每米长度内有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中通电导体棒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，图图1图3图2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（ ）3．通电矩形导线框abcd 与无限长通电导线MN 在同一平面内，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 平面内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( )端向上，B 端向下，悬线张力不变； 端向下，B 端向上，悬线张力不变； 端向纸外，B 端向纸内，悬线张力变小； 端向纸内，B 端向纸外，悬线张力变大。
a b cdMN(双选）6.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( )A.B=mgsinθ/IL，方向垂直斜面向上B.B=mgtan/IL，方向竖直向下C.B=mg/IL，方向水平向左D.B=mgcosθ/IL，方向水平向左θI3、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，该装置在竖直平面内。
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. 水平向纸内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内部的磁场力的作用，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内部的磁场力的作用，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，棒中通有电流，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，导线中通有如图的电流，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。