通电导线在磁场中的受力

课题：§3.4通电导线在磁场中受到的力

组长评价：

教师评价：

编者：孟立霞

学习目标：

1.知道什么是安培力，会用左手定则熟练地判定安培力的方向，并会用它解答有关问题。

2.会用安培力公式F=BIL解答有关问题。

3.了解磁电式电流表的内部构造的原理。

学习重点：安培力的大小和方向。

学习难点：弄清安培力，磁感应强度，电流三者方向的空间关系。

导学案

使用说明：请用严谨认真的态度完成导学案中要求的内容，明确简洁的记录自己遇到的问题。

预习案（20分钟）

请认真阅读课本91-93页相关内容，完成以下问题。

1.磁场对______________ 的作用力通常称为安培力。

2._____________磁场方向的通电直导线，受到的安培力的大小的跟通电导线在磁场中的长度有关，导线长作用力____；导线短，作用力_______ 。用公式表示为___________ 。

3.如果磁场方向与电流方向夹角为θ时，安培力的大小_______________，方向仍可用____________ 定则判定。

4.左手定则：让磁感线垂直穿入_________ ，四指指向________ 方向，拇指所指____________的方向。

5.在磁电式电流表中，蹄形磁铁和铁心间的磁场是__________的。

探究案（30分钟）

1 安培力的方向

左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手

掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，

并使伸开的四指指向电流方向，那么，拇指所指的方向，就是通

电导线在磁场中的受力方向，如图1。

请同学们伸出左手认真体会下面的问题，小组内讨论总结安培

力，磁感应强度，电流三者方向的空间关系。

图1

常识准备：

“⊙”表示电流垂直纸面向外，“”表示电流垂直纸面向里。“×”表示磁感线垂直纸面向里，“●”表示磁感线垂直纸面向外。

例1如下图所示，F是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是()

例2 如图所示，两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作用。在什么情况下两条导线相互吸引，什么情况下相互排斥？请你运用学过的知识进行讨论

结论：

讨论：上面的两个问题中，磁感应强度的方向与电流的方向垂直，我们发现安培力的方向与两者方向都垂直，如果磁场方向与电流方向不垂直时，安培力的方向是否仍与两者方向垂直？

结论：

二、安培力的大小（要求：自己作图并推导）

1、由磁感应强度B的定义式可得电流与磁场垂直时安培力的大小F=

2、电流与磁场平行时安培力的大小F=

3、磁场与电流方向夹角为 时，F=

注意：在应用公式计算时一定要明确公式中各字母的含义。

例3：将长度为20 cm、通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1 T。试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向。

例4 如图所示，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且∠abc＝∠bcd＝135°。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力()

A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILB

B．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILB

C．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILB

D．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB

三.磁电式电流表

请同学们认真阅读课本93页“磁电式电流表”的相关内容，回答以下问题：

（1）电流表主要由哪几部分组成的？它们之中哪些是固定的，哪些是可动的。

（2）电流表中磁场分布有何特点呢？

（3）什么是均匀辐向分布呢？请用图示说明。

（4）线圈的转动是怎样产生的?

（5）线圈为什么不一直转下去？

（6）为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱?

（7）如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向? （8）使用时要特别注意什么?

当堂检测（15分钟）课本94页：问题与练习

课后巩固（30分钟）1.画出图中各磁场对通电导线的安培力的方向

2.关于通电导线所受安培力F的方向，磁场B的方向和电流I的方向之间的关系，下列说法正确的是()

A．F、B、I三者必须保持相互垂直

B．F必须垂直B、I，但B、I可以不相互垂直

C．B必须垂直F、I，但F、I可以不相互垂直

D．I必须垂直F、B，但F、B可以不相互垂直

3 如右图所示的三维空间内，匀强磁场方向沿＋x方向，在平面

xOz内有一通电直导线，若它所受的安培力方向沿＋y方向，则

()

A．该通电导线一定不会沿平行Ox方向放置

B．该通电导线一定平行Oz方向放置

C．无论通电导线怎样放置，它总受到＋y方向的安培力

D．沿＋x方向观察导线中的电流方向，应该为向右方向

4如右图所示，A为一水平旋转的橡胶盘，带有大量均匀分布的负电荷，在圆盘正上方水平放置一通电直导线，电流方向如右图．当圆盘高速绕中心轴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．水平向里D．水平向外

5关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的矩形线圈与该磁场的关系，下列说

法中正确的有 ( )

A.通电线圈旋转的角度不同，它所在位置的磁感应强度大小也不同