三、探究安培力讲解
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《探究安培力》课件
安培力的作用和意义
1 引发电磁感应
安培力是电动机、发电机等电磁设备的核心。
2 驱动电动机
安培力使得电动机的转子开始运动。
3 应用于磁共振成像
安培力用于生成强磁场，使磁共振成像成为可能。
安培力的定义和公式推导
安培力
安培力是电流通过导体所产生的磁场所引起的一种 力。
公式推导
根据洛伦兹力定律，安培力的大小公式为F = BIL。
《探究安培力》PPT课件
探索安培力的作用和意义，介绍安培力的定义、推导及其与磁场的关系。展 示典型安培力的实验演示以及应用在工业生产、电力场景和磁共振成像中的 作用。
安培力与国际单位
什么是安培？
安培是国际电流单位，用于 衡量电流强度。
国际单位符号
安培的国际单位符号是A， 原名国际安培。
安培力
安培力是由电流所产生的磁 场所引起的一种力。
3 电压稳定
安培力保持电压的稳定性， 确保电力供应的质量。
安培力在磁共振成像中的作用
磁共振成像（MRI）
安培力生成强磁场，用于磁共振成像中的信号检测 和图像重建。
医学应用
安培力在磁共振成像中被广泛应用于医学诊断和研 究。
洛伦兹力和安培力的区别
洛伦兹力
洛伦兹力是带
安培力是由电流通过导体所产生的磁场所引起的一 种力。
典型安培力的实验展示
1
安培环实验
通过安培环实验展示安培力的作用和稳定性。
2
螺线管实验
利用螺线管实验观察安培力对导线的影响。
3
电磁铁实验
使用电磁铁实验演示安培力的强大吸力。
安培力和磁场的关系
磁场线
安培力的方向与磁场线的方向相 互垂直。
探究安培力课件
向上
4 垂直于纸面向 外
由实验可知，安培力的方向与磁场方向是什么 关系？与电流方向是什么关系？
结论:
安培力的方向既与磁场的方向垂直，又与 电流的方向垂直。
左手定则：
——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，让磁感线垂直穿入手心， 使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就 是通电导体所受安培力的方向。
F =BIL
上式表明：在匀强磁场中，当通电导线与磁场方 向垂直时，电流所受的安培力F等于磁感应强度B、 电流I和导线长度L三者的乘积
我国的传统火炮是利用火药燃烧产生推力，作用 于弹丸进行加速的，它的缺点是弹射速度不高、有污 染、不安全，当今研制出一种新型的炮弹——电磁炮。 能将弹丸加速到8-10km/s(火炮仅为2km/s)，预计将 来电磁炮弹丸的速度将达到100km/s，快如流星的电 磁炮终将取代传统的火炮，成为21世纪的主力大炮， 在未来战场上发挥神威。 电磁炮的原理如图：
运用左手定则判定实验中各 种情况下所受安培力
例1、试用左手定则判断导线所受安培力的方向 B
I
B
a b
I
×
× × × ×
× × × ×
× × × ×B
c d
I
I
B
【答案】
B
I
F
a
F
B
b
I
×
× × × ×
F
I× × × ×
× × × ×
c
I
B
不受力 B
d
例2、图中已知安培力方向、磁场的方向、电流的方 向中的两个，试标出第三个的方向
小结
一、安培力方向
左手定则判定
二、安培力的大小： F = BIL 磁感应强度：1、定义 2、表达式：
《安培力》课件
电源
提供稳定的直流电 源，用于产生恒定 的电流。
磁铁
提供磁场环境，可 选择不同磁感应强 度的磁铁。
测量尺
用于测量导线在磁 场中的偏转角度。
实验步骤与操作
1. 将导线绕成线圈，确保线圈
匝数适中，以产生明显的偏转
效果。
01
2. 将线圈放置在磁铁产生的磁
场中，确保磁场方向与线圈平
面垂直。
02
3. 将电流表连接到线圈上，确 保电流表与电源连接稳定。
子速度垂直。
安培力与磁场的关系
安培力的方向
安培力的方向由左手定则确定，即伸开左手，让大拇指与 其余四指垂直，磁场穿过掌心，四指指向电流方向，大拇 指所指方向即为安培力的方向。
安培力的大小
安培力的大小与磁场强度、电流大小以及导线长度成正比 ，公式为F=BILsinθ，其中B为磁场强度，I为电流大小，L 为导线长度，θ为磁场与导线的夹角。
安培力的大小
总结词
安培力的大小可以通过毕奥-萨伐尔 定律计算。
详细描述
毕奥-萨伐尔定律是计算安培力的公式 ，它指出安培力的大小与电流、磁场 强度以及导线的长度成正比，与电流 和磁场方向的夹角的正弦值成正比。
安培力的方向
总结词
安培力的方向可以通过左手定则判断。
详细描述
左手定则是指将左手伸开，拇指与其他四指垂直，然后将左手放入磁场中，让磁 感线穿过掌心，四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是安培力的方向。
电磁驱动器
总结词
电磁驱动器利用安培力实现物体的驱动和控制，具有结构简单、响应速度快、精度高等 优点。
详细描述
电磁驱动器由线圈和磁铁组成，通过控制电流的大小和方向，可以改变线圈中的安培力 ，从而实现物体的驱动和控制。这种技术在机器人、自动化生产线等领域得到广泛应用
第三节探究安培力
安培力 二.安培力的大小 1.当电流与磁场方向垂直时 F = BIL
2.当电流与磁场方向夹θ角时 F = BILsinθ
第三节 探究安培力
【练习3】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，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则 电阻R应为多少？(其他电阻不计)
【答案】R=0.2Ω
第三节 探究安培力
三.磁通量 我们将磁感应强度B 与面积S 的乘积，叫做穿过这个面
的磁通量，简称磁通。用φ表示。 即：φ=BS
φ=BS
φ=BS cosθ
在SI单位制中，磁通量的单位为：韦伯（Wb） 是标量
第三节 探究安培力
【练习4】下列各种说法中，正确的是： A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小； B.磁感应强度越大，磁通量也越大； C.磁通量小，一定是磁感应强度小； D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。
【答案】AD
线所受的安培力F 跟电流I 和导线的乘积IL的比值叫做
磁感应强度。用B表示。
即：B F IL
单位：特斯拉（T）
注意 磁感应强度B的大小由磁场本身决定，与电流的有
无、大小无关
第三节 探究安培力
磁感应强度的方向：为该处磁场的方向 磁感应强度是 矢量 磁感应强度的大小也可以用磁感线的疏密程度来判断
匀强磁场：磁感应强度的大小和方向都相同的磁场 如：两个距离很近的异名磁极之间的磁场 通电螺线管内中间部分的磁场
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
第三节 探究安培力 【练习2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
第三节 探究安培力
2.当电流与磁场方向夹θ角时 F = BILsinθ
第三节 探究安培力
【练习3】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，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则 电阻R应为多少？(其他电阻不计)
【答案】R=0.2Ω
第三节 探究安培力
三.磁通量 我们将磁感应强度B 与面积S 的乘积，叫做穿过这个面
的磁通量，简称磁通。用φ表示。 即：φ=BS
φ=BS
φ=BS cosθ
在SI单位制中，磁通量的单位为：韦伯（Wb） 是标量
第三节 探究安培力
【练习4】下列各种说法中，正确的是： A.磁通量很大，而磁感应强度可能很小； B.磁感应强度越大，磁通量也越大； C.磁通量小，一定是磁感应强度小； D.磁感应强度很大，而磁通量可能为零。
【答案】AD
线所受的安培力F 跟电流I 和导线的乘积IL的比值叫做
磁感应强度。用B表示。
即：B F IL
单位：特斯拉（T）
注意 磁感应强度B的大小由磁场本身决定，与电流的有
无、大小无关
第三节 探究安培力
磁感应强度的方向：为该处磁场的方向 磁感应强度是 矢量 磁感应强度的大小也可以用磁感线的疏密程度来判断
匀强磁场：磁感应强度的大小和方向都相同的磁场 如：两个距离很近的异名磁极之间的磁场 通电螺线管内中间部分的磁场
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
第三节 探究安培力 【练习2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
第三节 探究安培力
安培力课件讲解
研究对象 受力特点 判断方法
电场力
安培力
点电荷
电流元
正电荷受力方向与电场方 向相同，沿电场线切线方 向，负电荷相反
安培力方向与磁场方向和 电流方向都垂直
结合电场线方向和电荷正 、负判断
用左手定则判断
三.安培力的大小
1.当电流和磁场垂直时
F＝ILB 2.当电流和磁场平行时
F＝0
3.当电流和磁场夹角θ时
教科版 选修 3-1
3.2 磁场对通电导线的作用力 ——安培力
磁场对通电导线(或电流)的作用力称为安培力 一、安培力的方向 猜测:哪些因素会影响 导线受力的方向
电流的方向和磁场的方向
1、改变导线中电流的方向， 观察受力方向是否改变。
2、上下交换磁场的位置以改变磁 场的方向，观察受力方向是否变化。
安培力的方向
1.直接判断：先分析导线或线圈所在位置的磁 感线情况，然后根据左手定则判定安培力的 方向，再进行分析：
ab
FF
2.利用平行电流相互作用分析法：（1） 同向平行电流相互吸引，异向平行电 流相互排斥；（2）两个电流总有作用 到方向相同且靠近的趋势。
I
F
B
B F
B F
FB F
B
E F
B×
B
E
B
×
F
问题：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 过的知识进行讨论并做出预测，然后用实验检验 你的预测。
电流方向相同时，将会吸引;
?电流方向相反时，将会排斥。
分析：
S
一.安培力的方向
例1：确定图中安培力的方向。
FI
2024年《探究安培力》标准教案2
2024年《探究安培力》标准教案2一、教学内容本节课选自《物理》教材第十一章《电磁学》中的第4节“安培力”。
详细内容包括：安培力的定义、安培力的大小和方向、安培力定律及其应用。
二、教学目标1. 了解安培力的定义，掌握安培力的大小和方向判定方法。
2. 理解安培力定律，能够运用安培力解决实际问题。
3. 培养学生的实验操作能力和逻辑思维能力。
三、教学难点与重点重点：安培力的定义、大小和方向判定，安培力定律的应用。
难点：安培力方向的理解，安培力定律在实际问题中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：电流表、磁铁、导线、电源、滑动变阻器、示波器等。
2. 学具：每组一套实验器材，包括电流表、磁铁、导线、电源、滑动变阻器、示波器等。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）演示电流表指针偏转实验，引导学生思考电流与磁力之间的关系。
2. 例题讲解（15分钟）介绍安培力的定义，讲解安培力的大小和方向判定方法。
解析安培力定律，通过例题讲解安培力定律在实际问题中的应用。
3. 随堂练习（10分钟）学生根据所学知识，完成随堂练习，巩固安培力的计算和应用。
4. 实验操作（10分钟）学生分组进行实验，观察安培力与电流、磁场之间的关系。
教师巡回指导，解答学生疑问。
拓展延伸：介绍安培力的应用实例，如电机、发电机等。
六、板书设计1. 安培力的定义2. 安培力的大小和方向判定方法3. 安培力定律4. 安培力的应用实例七、作业设计1. 作业题目：（1）计算题：给定电流和磁场，求安培力的大小和方向。
（2）应用题：根据安培力定律，分析实际电路中安培力的作用。
2. 答案：见附件。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对安培力的概念和计算掌握情况，实验操作是否规范。
2. 拓展延伸：鼓励学生课后查阅相关资料，了解安培力的更多应用，提高学生的科学素养。
重点和难点解析1. 安培力方向的理解。
2. 安培力定律在实际问题中的应用。
3. 实验操作过程中的注意事项。
3.3_探究安培力
8、方向： 把某一点磁场的方向定义为该点的磁感应强度的方向。 磁场的方向： 小磁针静止时N 极所指的方向
沿磁感线的切线方向 磁感应强度全面地反映了磁场的强弱和方向。
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时:
F = BIL (B⊥L)
F B I
2、电流与磁场方 向平行时，磁场 对电流的作用ห้องสมุดไป่ตู้ 为零
如图所示，质量为m、电阻为R的导体棒 ab放在与水平面夹角为的倾斜金属导轨上， 导轨间距为d，电阻不计，整个装置处于竖直 向上的匀强磁场中。磁感应强度为B，电池内 阻不计。 （1）若导轨光滑，电源电动势E为多大才能使 导体棒静止在导轨上？ （2）若导体棒与导轨之间 B d 的动摩擦因数为，且不通 a 电时导体棒不能静止在导 b 轨上，要使棒静止在导轨 E 上，电动势应该为多大？
【形象表述】穿过这个面的磁感线条数。
【变形】Ｂ＝Φ/Ｓ 磁感应强度大小等于穿 过单位面积的磁通量，因此 磁感应强度大小也叫做磁通 密度，单位Wb/m2。 磁通量的变化
t 0
磁通量的计算
当B与S垂直时： 当B与S不垂直时：
Φ=BS
图313
Φ=BScos0
【作业】画出图中第三者的方向。
S I
N
问题:如果既不平行也不垂直呢？ B
B
θ
B1
B2
θ
I
I
3.当电流与磁场方向夹角为θ时: B 通电直导线与磁场方向不垂直的情况
把磁感应强度B分解为两个分量：B
B2
1
θ
一个分量与导线垂直 B1=Bsinθ
另一分量与导线平行 B2=Bcosθ
I
平行于导线的分量B2不对通电导线产生作 用力，通电导线所受作用力仅由B1决定
选修3第三节探究安培力
B 60 L L 30 B L L B
L 60 B B
r
0.5m
磁感应强度 ：定量描述磁场强弱和方向的物理量（B） 物理学规定：当通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安 培力F 跟电流和导线有效长度的乘积IL的比值叫做磁感应强度。
F B= IL
单位：特斯拉（T）
1.比值定义式，虽然磁感应强度B可用公式计算，但只由磁场本身 B 决定。在同一个磁场每点的磁感应强度B都已确定，与在这个位置 有无通电导体和放什么样的通电导线、电流大小、受力如何都无关。 2、
第三节 探究安培力
一.安培力
----磁场对电流的作用力称为安培力。(这个磁场可以是磁 磁场对电流的作用力称为安培力。 这个磁场可以是磁 磁场对电流的作用力称为安培力 体也可是电流产生) 体也可是电流产生 1.安培力的方向 安培力的方向
左手定则： 左手定则：
——伸开左手， 使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂 伸开左手， 伸开左手 让磁感线垂直穿入手心，使四指指向电流的方向， 垂直穿入手心 直 ， 让磁感线 垂直穿入 手心 ， 使四指指向电流的方向 ， 这 时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。 时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
积
φ=BS cos cosθ
φ=BS
5.如图3 5.如图3-3-8所示，矩形线圈abcd放置在 如图 所示，矩形线圈abcd放置在 abcd 水平面内，磁场方向与水平方向成α 水平面内，磁场方向与水平方向成α角， 已知sinα= 已知sinα=
4 回路面积为S ，回路面积为S，匀强磁 5
场的磁感应强度为B 场的磁感应强度为B，则通过线框的磁通 量为（ 量为（
F 4 ×10-3 = IL 2 × 2 × 10-2
第三节探究安培力
B．转动同时离开磁铁
C．不转动，只靠近磁铁 D．不转动，只离开磁铁
课堂训练
2、将长度为20cm、通有0.1A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1T。试求 出下列各图中导线所受安培力的大小和 方向。
0
0.02N
0.02N 垂直导线斜向 左上方
水平向右
探究安培力
安培力——磁场对电流的作用力称为安培力。
在通电直导线与磁场方向平行时：F=0 在通电直导线与磁场方向垂直的情况下：
一、探究安培力的方向
1、与磁场方向有关
2、与电流方向有关
F I
I
F F
I F
I
实验次数
磁场方向
电流方向
安培力的方向
1
向下
垂直纸面向外
向右 向左 向右
2 3
4
垂直纸面向里
向上
一指神功
【例题】画出图中安培力的方向。
B
F
F
×
B
F
× × × × × × × × × × × ×
F
二、探究安培力的大小
只研究通电导线方向与磁场方向垂直的情况下：
实验1：当通电导线长度一定时，安培力与电流的关系？
实验2：当电流一定时，安培力与通电导线的长度关系？
结论：通电导线在同一磁场中 受到的安培力大小Ｆ与导线长 度L和电流Ｉ的有关． 【实验结论】 F∝IL
三、磁感应强度
【定义】物理学规定，通电导线与磁场方向垂 直时，通电导线所受的安培力F与跟电流I和导 线长度L的乘积IL的比值。（用B表示） 【定义式】 B=F/IL 【单位】 （比值定义） 1T＝1N/(A·m)
特（特斯拉）T
《探究安培力》 讲义
《探究安培力》讲义一、什么是安培力当我们把一根通电的导线放置在磁场中时，这根导线就会受到一种力的作用，这种力就被称为安培力。
简单来说，安培力是磁场对电流的作用力。
为了更清楚地理解安培力，我们可以想象这样一个场景：有一条河流（电流）在流淌，而周围存在着强风（磁场），风会对水流产生一种推动或者阻碍的力量，这就类似于安培力对电流的作用。
安培力的大小与多个因素有关，比如电流的大小、导线在磁场中的长度、磁场的强弱以及电流与磁场方向的夹角等。
二、安培力的大小安培力的大小可以用一个公式来表示：F ＝BILsinθ。
其中，F 表示安培力的大小，B 表示磁场的磁感应强度，I 是电流的大小，L 是导线在磁场中的有效长度，θ 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（θ ＝ 90°），sinθ ＝ 1，安培力最大，F ＝ BIL；当电流方向与磁场方向平行时（θ ＝ 0°），sinθ ＝ 0，安培力为零。
我们通过一些具体的例子来感受一下这个公式的应用。
假设有一根长度为 1 米的直导线，通过的电流为 2 安培，处于磁感应强度为 05 特斯拉的匀强磁场中，并且电流方向与磁场方向垂直。
那么根据公式 F ＝ BIL，安培力 F ＝ 05×2×1 ＝ 1 牛顿。
再比如，如果电流方向与磁场方向的夹角为 60°，那么安培力 F ＝BILsin60°＝05×2×1×√3/2 ≈ 087 牛顿。
三、安培力的方向安培力的方向可以用左手定则来判断。
左手定则的内容是：伸开左手，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。
为了更好地理解左手定则，我们可以这样想：磁感线就像是从手掌正面垂直穿进去，而电流就像是从手指尖流进去，大拇指的指向就是安培力推动导线的方向。
例如，当磁场方向是水平向右，电流方向是竖直向上时，根据左手定则，安培力的方向是垂直纸面向外。
《实验探究安培力》 知识清单
《实验探究安培力》知识清单一、安培力的概念安培力是指通电导线在磁场中受到的力。
当电流通过导线时，如果导线处于磁场中，就会受到磁场的作用而产生力的效果。
这个力的大小和方向与电流、磁场以及导线的长度和方向都有关系。
二、安培力的方向安培力的方向可以用左手定则来判断。
左手定则的内容是：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平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，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。
需要注意的是，安培力的方向总是垂直于电流和磁场方向所决定的平面。
三、安培力的大小安培力的大小与电流大小、导线长度、磁感应强度以及电流与磁场方向的夹角有关。
其计算公式为：＄F ＝ BIL\sin\theta$，其中$F$表示安培力，＄B$表示磁感应强度，＄I$表示电流，＄L$表示导线在磁场中的有效长度，＄＼theta$是电流方向与磁场方向的夹角。
当电流方向与磁场方向垂直时（＄＼theta ＝90°＄），安培力最大，＄F ＝ BIL$；当电流方向与磁场方向平行时（＄＼theta ＝ 0°＄），安培力为零。
四、实验探究安培力的装置1、电源：提供稳定的电流。
2、导线：通常选用金属导线，如铜导线。
3、磁场产生装置：常见的有蹄形磁铁、电磁铁等。
4、力的测量装置：可以使用弹簧测力计来测量安培力的大小。
五、实验步骤1、安装实验装置将磁场产生装置放置在水平桌面上，调整好位置，确保磁场分布均匀。
然后将导线与电源连接，并通过滑动变阻器等装置控制电流大小。
2、测量导线在磁场中的有效长度使用尺子准确测量导线在磁场中的有效长度，确保测量结果的准确性。
3、改变电流大小通过调节电源输出或滑动变阻器，改变通过导线的电流大小，观察安培力的变化，并记录相关数据。
4、改变磁场方向转动磁场产生装置，改变磁场的方向，观察安培力的方向和大小的变化，记录数据。
5、改变电流与磁场的夹角调整导线在磁场中的位置，改变电流与磁场的夹角，测量并记录安培力的大小。
探究安培力-课件
【题后反思】 (1)用左手定则判断安培力的方向 时，要注意安培力既与导线垂直又与磁场方向垂直， 但磁场方向与导线方向可成任意角．
(2)在利用F＝BILsinθ计算安培力的大小时，注 意θ角为导线与磁场方向的夹角．
如图5－4－9所示，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，在导体棒中的电流I垂
图5-4-7
【例3】 如图5－4－8所示，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，已知磁 感应强度B＝1 T，试求出各图中导线所受安培力的 大小和方向．
图5-4-8
解析：本题考查左手定则的应用及安培力大小的 计算，由左手定则和安培力的计算公式可知．
解：(1)因导线与磁感线平行，所以安培力为零． (2)由左手定则知：安培力方向垂直导线水平向右， 大小F＝BIL＝1×0.1×0.2 N＝0.02 N. (3)磁场方向与电流方向仍是垂直的，由左手定则 可知安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上，大小F ＝BIL＝0.02 N.
() A．F、B、I三者必定均保持垂直 B．F必定垂直于B、I，但B不一定垂直于I C．B必定垂直于F、I，但F不一定垂直于I D．I必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B 答案：B
关于磁感应强度B的定义式的理解
(1)在定义式 B＝IFL中，通电导线必须垂直于磁场 方向放置.因为磁场中某点通电导线受力的大小，除 和磁场强弱有关以外，还和导线的方向有关.导线放 入磁场中的方向不同，所受磁场力也不相同.通电导 线受力为零的地方，磁感应强度B的大小不一定为零.
第4课时 探究安培力
学习目标
思维启迪
1.探究影响通 电导线所受安 培力的因素． 2.会用左手定 则判断安培力 的方向，并能 应用安培定则 解决有关问 题． 3.会用公式计 算安培力的大 小.
第03节探究安培力
1、【猜想】影响安培力方向的因素 ①磁场的方向 ②电流的方向 2、【思考】
如何改变电流方向和磁场方向？
注意： 每次实验时通电时间要短，以保护电源。
学生的实验方案和处理
实验次数 磁场方向 电流方向
安培力方向
1
垂直纸面向外 水平向右
2
向下
水平向左
3
垂直纸面向里 水平向右
4
向上 垂直纸面向外 水平向左
4.结论：
第三节 探究安培力
韶关市乐昌市第二中学 温展兵
第三节 探究安培力
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第三节 探究安培力
电流
磁场
磁体
奥斯特实验 电流的磁效应
安培力
第三节 探究安培力
❖ 磁场对电流的作用力称为安培力
❖ 探究实验
一、确定安培力的方向 二、确定安培力的大小 三、磁感应强度
实验与探究
一.安培力的方向
前提：直导线与磁场方向垂直。
定量探究安培力大小实验
结论1：当对于同一磁场下导线长度 L一定时，安培 力 F与电流I成正比关系；
结论2：当对于同一磁场下导线长度 L一定时，安培 力 F与通电导线有限长度成正比关系；
由此可得：对于同一磁场F∝IL,即 比值不变
结论3：不同的磁场，电流所受到的安培力不
同，比值
的大小反映了磁场的强弱
探究实验
一、确定安培力的方向 方法：左手定则
二、确定安培力的大小
公式：F = BIL，
三、定义磁感应强度
大小： B F IL
方向：与磁场方向相同
作业： P84 第二题、第三题
实验与探究2（演示）
自制 实验 教具
定量探究安培力大小实验的改进结构图
实验与探究2（演示） 定量探究安培力大小实验的改进原理图
如何改变电流方向和磁场方向？
注意： 每次实验时通电时间要短，以保护电源。
学生的实验方案和处理
实验次数 磁场方向 电流方向
安培力方向
1
垂直纸面向外 水平向右
2
向下
水平向左
3
垂直纸面向里 水平向右
4
向上 垂直纸面向外 水平向左
4.结论：
第三节 探究安培力
韶关市乐昌市第二中学 温展兵
第三节 探究安培力
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第三节 探究安培力
电流
磁场
磁体
奥斯特实验 电流的磁效应
安培力
第三节 探究安培力
❖ 磁场对电流的作用力称为安培力
❖ 探究实验
一、确定安培力的方向 二、确定安培力的大小 三、磁感应强度
实验与探究
一.安培力的方向
前提：直导线与磁场方向垂直。
定量探究安培力大小实验
结论1：当对于同一磁场下导线长度 L一定时，安培 力 F与电流I成正比关系；
结论2：当对于同一磁场下导线长度 L一定时，安培 力 F与通电导线有限长度成正比关系；
由此可得：对于同一磁场F∝IL,即 比值不变
结论3：不同的磁场，电流所受到的安培力不
同，比值
的大小反映了磁场的强弱
探究实验
一、确定安培力的方向 方法：左手定则
二、确定安培力的大小
公式：F = BIL，
三、定义磁感应强度
大小： B F IL
方向：与磁场方向相同
作业： P84 第二题、第三题
实验与探究2（演示）
自制 实验 教具
定量探究安培力大小实验的改进结构图
实验与探究2（演示） 定量探究安培力大小实验的改进原理图
探究安培力
一、学以致用 我们曾经提到： 互相平行的两条通电直导线，当通以同向电 流时相互吸引，而通以反向电流时会相互 排斥，试用本节课的知识解释。 二、展望新课 1.如何提高电磁炮的威力，即安培力如何计 算？ 2.安培力在我们的生产、生活中有什么应用？
作业
书本84页练习2 资料67页
§3.3探究安培力
授课老师：
1、问题1：安培力的方向可能与哪些因素有 关？ 2、 猜想：磁场方向、电流方向
3、实验方法：控制变量法 ⅰ保持磁场方向不变，改变电流方向 ⅱ保持电流方向不变，改变磁场方向
实验验证
（1）实验器材：电源、导线和开关、磁铁、金属棒 （2）实验现象 实验次数 1 2 磁场方向 竖直向下 电流方向 流出 流入 安培力方向 纵截面图 向右 向左 F
•
I
I
F
F
•
I
F
F
×
问题2：F与B、I存在什么关系？ F⊥B F⊥I F⊥B、I所决定的平面 思考： B
I 当磁场方向与电流 （直导线）方向平 行时，直导线ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ受 安培力（即F=0）
小结： 实验方法：控制变量法
左手定则：
1.伸开左手，使大拇指跟其余 四指垂直，并且都跟手掌在同 一个平面内； 2.让磁感线垂直穿入手心；
⊙ B I FB I
×
3 4
竖直向上
流出 流入
向左 向右
F
⊙ B I
× F
B
I
判断安培力的方向
左手定则
1.伸开左手，使大拇指跟其余 四指垂直，并且都跟手掌在 同一个平面内； 2.让磁感线垂直穿入手心；
3.四指指向电流的方向；
4.大拇指所指的方向就是通电 导线所受安培力的方向。
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b
e
的磁通量Φ1、Φ2、 Φ3各是多少?
a
cf B
x
zd
6.在匀强磁场中,有一根长0.4m的通电导 线,导线中的电流为20A,这条导线与磁场 方向垂直时,所受的磁场力为0.015N,求 磁感应强度的大小.
7.在磁场中的同一位置,先后引入长度相等的
直导线a和b,a、b导线的方向均与磁场方向垂
直,但两导线中的电流不同,因此所受的力也
3.试解释右图所示的实验现象.
4.如图所示,表示磁场对直线电流的作用 其中不正确的是
×××× × ×F×I ××××B ××××
A
····· ·····I ··F··B ·····
B
F
B
IB F I
C
D
C
2.安培力的大小: 导线方向与磁场方向垂直：F∝IL
二、磁感应强度:描述磁场的方向和强弱 是当通电导线与磁场方向垂直时,通电导 线所受的安培力F跟电流I和
B= F 导线长度L的乘积IL的比值. I L 单位:1T=1N/(A·m).B是矢量.
B的大小与F、I、L都无关.在匀强磁场中 B的大小和方向处处相同. 安培力的大小:在匀强磁场中,在通电导 线与磁场方向垂直的情况下,有
F=BIL
5.在地球赤道附近,地磁场可视为沿南北 方向的匀强磁场,磁感应强度的大小为 5.0×10-5T.假设在赤道上沿东西方向水 平放置一根长为10m的直导线,其中能有 从西向东的电流2.0A.求:地磁场对这根 导线的安培力有多大?方向如何?
5.如图,在x轴和y轴构成的平面直角坐标
系中,过原点再做一个z轴,就构成了空间
直角坐标系.匀强磁场的磁感应强度
B=0.2T, 方 向 沿 x 轴 的 正 方 向 , 且
ab=dc=0.4m,bc=ef=ad=0.3m,be=cf=0.3m.
通过面积S1(abcd)、
y
S2(befc)、S3(aefd)
Φ=BS⊥
B S
Φ=BScoSθ
S⊥
θ
思考：
6.在匀强磁场中,若通电直导线与磁场方 向的夹角为θ(如图),请你导出安培力F 与磁感应强度B、电流I、导线长度L及θ 四者之间的关系式.
I
B
θ
7.两条金属导轨上水平放置一根导电棒 ab,处于竖直向上的匀强磁场中,如题图 所示,导电棒质量为1.2kg,长1m.当导电 棒中通入3A电流时,它可在导轨上匀速滑 动,若电流强度增大为5A时,导电棒可获 得2m/s2的加速度,求装置所在处的磁感 强度的大小.
12.在磁感应强度为0.6T的匀强磁场中, 放一根与磁场方向垂直、长度为0.5m的 通电导线,导线中的电流为1.0A.这根导 线在与磁场方向垂直的平面内沿安培力 的方向移动了0.2m,求安培力对导线所做 的功.
13.如图,在天平底部挂有一个矩形线圈abcd,
其一部分悬挂在水平方向的匀强磁场中.当给
不一样.下图的几幅图象表现的是导线所受的
力F与通过导线的电流I的关系.a、b各自有一
组F、I的数据,在图象中各描出一个点.在甲、
乙、丙、丁四幅图中,正确的是哪一幅或哪几
幅？说明道理.
F
bF
a
F b
F b
a
b
a
O
I
a O
IO
IO
I
甲
乙
丙
丁
8.在匀强磁场中,若通电直导线与磁场方 向的夹角为θ(如图),请你导出安培力F 与磁感应强度B、电流I、导线长度L及θ 四者之间的关系式.
I
B
θ
9. 一 根 长 L=0.2m 的 导 线 放 在 倾 角 α=370 的光滑斜面上,两端用软导线相连并通以 I=5A电流,方向如下图所示,当加入一个 磁感强度B=0.6T,竖直向上的匀强磁场后, 导线恰能平衡在斜面上不下滑,则导线的 重力为多少?(sin370=0.6,cos370=0.8)
矩形线圈通入方向如图的电流I时,调节两盘
中的砝码,使天平平衡.然后使电流I反向但大
小不变,这时要在天平的左盘上加质量为
4×10-2kg的砝码,才能使天平重新平衡.
求磁场对bc边作用力的大小.这一
装置可以用来测θ的斜面上,杆与斜面间的动摩擦因数 为μ.杆中通有垂直纸面向里的恒定电流 整个装置处在如图所示的匀强磁场中,金 属杆处于静止状态.其中杆与斜面间的摩
擦力可能为零的是 C
A.①③ B.②③ C.①②④ D.②③④
①
②
③
④
6.在赤道处沿东西方向放置一根直导线, 导线中电子定向运动的方向是从东向西, 则导线受到地磁场作用力的方向是 A.向东 B.向北 C.向上 D.向下
一、安培力：
1.安培力的方向 ——左手定则: 伸开左手,使大拇 指跟其余四指垂直, 并且都跟手掌在一
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的方 向,那么,大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.
F⊥B,F⊥L(F⊥I)
1.如图所示，通电直导线与匀强磁场的 方向垂直。图中已分别标明电流、磁感 应强度和安培力这三个量中两个的方向， 试标出第三个的方向。
10.两条金属导轨上水平放置一根导电棒 ab,处于竖直向上的匀强磁场中,如题图 所示,导电棒质量为1.2kg,长1m.当导电 棒中通入3A电流时,它可在导轨上匀速滑 动,若电流强度增大为5A时,导电棒可获 得2m/s2的加速度,求装置所在处的磁感 强度的大小.
11.如图,把一根柔软的弹簧竖直地悬挂 起来,使它的下端刚刚跟导电液体接触. 给弹簧通入电流时,会发生什么现象?为 什么?
I×
F
(a)
B
B
I
×
F
(b)
F
I
(c)
2.把一小段通电直导线放入磁场中,导线 受到安培力的作用.关于安培力的方向,
下列说法正确的是 D
A.安培力的方向一定跟磁感应强度的方 向相同 B.安培力的方向一定跟磁感应强度的方 向垂直,但不一定跟电流方向垂直 C.安培力的方向一定跟电流的方向垂直, 但不一定跟磁感应强度的方向垂直 D.安培力的方向一定跟电流的方向垂直, 也一定跟磁感应强度的方向垂直
1×10-3N
2.安培力的大小: 导线方向与磁场方向垂直：F∝IL
三、磁通量Φ:(穿过某一面积的磁场)
在匀强磁场中,当一个面积为S的平面与
磁场方向垂直时,有: Φ=BS
Φ的单位:
1Wb=1T·m2
在同一磁场中,穿过S的磁感线的条数越
多,Φ越大.
B=Φ/S,B又叫磁通密度.单位:1T=1Wb/m2