安培力的实验
2、如图所示，放在平行光滑导轨上的 如图所示， 导体棒ab质量为m 长为l ab质量为 导体棒ab质量为m，长为l，两导轨所在 平面与水平面成30 30° 平面与水平面成30°角，导体棒与导轨 垂直，空间有竖直向上的匀强磁场， 垂直，空间有竖直向上的匀强磁场，磁 感应强度为B 感应强度为B，若在导体中通以由 b 端的电流， 端至 a 端的电流，且电流为 3mg ， 时 导体棒可维持静止状态。 导体棒可维持静止状态。 3BL
即： B＝ F ＝
IL
F 理解磁感应强度： 理解磁感应强度： ＝ IL B＝ ●意义：描述磁场的强弱 意义： 决定因素：由磁场决定， ●决定因素：由磁场决定，与F、I、L无关 、 、 无关 是矢量：就是磁场的方向（ 的方向不同） ●是矢量：就是磁场的方向（与F的方向不同） 的方向不同 单位：特斯拉（ ）， ），1T ●单位：特斯拉（T）， = 1N / A·m 匀强磁场： 匀强磁场：磁场区域中各点的 B 都相同 安培力： F＝BIL 安培力： ＝ 只适用于匀强磁场，且导体（电流） 只适用于匀强磁场，且导体（电流）垂直磁场 当导体与磁场成θ角时： ＝ 当导体与磁场成 角时： F＝BILsinθ 角时 它适用于导体（电流） 它适用于导体（电流）在磁场中任意放置的情形
知识小结
1、磁感应强度： 、磁感应强度：
F 定义式： ＝ ●定义式： B＝ IL 意义： ●意义：是描述磁场的强弱和方向的物理量
2、安培力： 、安培力：
●大小： F＝BILsinθ 大小： F＝ ●方向： 用左手定则判断 方向：
3、磁通量： 、磁通量： 定义式： ●定义式： φ＝BS
●意义：表示穿过这个面的磁感线的总条数 意义：
安培力的实验
磁场对电流的作用力叫安培力
当通电导体与磁场方向平行时（ 当通电导体与磁场方向平行时（即电流与磁场 平行）， ），导体不受安培力的作用 平行），导体不受安培力的作用 当通电导体与磁场方向垂直时所受安培力最大
探究安培力的方向
实验表明： 实验表明：
安培力的方向、磁场的方向、电流的方向， 安培力的方向、磁场的方向、电流的方向，三 者之间遵从左手定则
思维训练
1T的匀强 1、如图所示, 在磁感应强度为1T的匀强 如图所示, 在磁感应强度为1T 磁场中, 有两根相同的弹簧, 磁场中, 有两根相同的弹簧, 下面挂一条 质量为0.1kg的金属棒MN, 0.1kg的金属棒 长0.5m, 质量为0.1kg的金属棒MN, 此时 弹簧伸长10cm, 弹簧伸长10cm, 欲使弹簧不伸长则棒上 应通过的电流的大小和方向如何? 应通过的电流的大小和方向如何?
如图所示， 4、 如图所示，载有恒定电流的闭合弹簧线圈环套在 条形磁铁的中心位置， 条形磁铁的中心位置，则 A.环受沿半径向外的安培力 环受沿半径向外的安培力, A.环受沿半径向外的安培力, 磁铁的 磁场穿过环内的磁通量有增大倾向 B. 环受沿半径向外的安培力, 磁铁的 环受沿半径向外的安培力, 磁场穿过环内的磁通量有减小倾向 环受沿半径向内的安培力, C. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的 磁通量有增大倾向 环受沿半径向内的安培力, D. 环受沿半径向内的安培力, 磁铁的磁场穿过环内的 磁通量有减小倾向
磁通量
定义：在匀强磁场中垂直磁场放置一个平面， 定义：在匀强磁场中垂直磁场放置一个平面， 其磁感应强度B与这个面的面积S 其磁感应强度B与这个面的面积S的乘积叫做穿过这 个面的磁通量。 表示。 个面的磁通量。用 Φ 表示。
即：φ＝BS
●意义：表示穿过这个面的磁感线的总条数 意义： ●是标量：但有正负 是标量： ），1 ●单位：韦伯（Wb）， Wb = 1T·m 单位：韦伯（ ）， 公式只适用于匀强磁场， 公式只适用于匀强磁场，且平面垂直磁场的情形
动手练
试用左手定则判断安培力的方向
× × × × × × × × × × × ×
I
B
× ×
I ×B
×
I2
N
I
S S
I1
探究安培力的大小实验表明来自 实验表明：一段通电导体垂直磁场放置时， 一段通电导体垂直磁场放置时，其所受安培力 F既与导体的长度 成正比，又与导体中的电流 成 既与导体的长度L成正比 既与导体的长度 成正比，又与导体中的电流I成 正比： 正比：即 F∝IL ∝ F 而且： 而且：比值 是一个常量 IL 定义：通电导体垂直磁场放置时， 定义：通电导体垂直磁场放置时，其所受安培 力F跟电流 I 及导体的长度 L 的乘积 IL 的比值叫做 跟电流 磁感应强度。 表示。 磁感应强度。用 B 表示。
3、匀强磁场的磁感应强度为B，矩形线框abcd， 匀强磁场的磁感应强度为B 矩形线框abcd， abcd 通有逆时针方向电流I 如图所示， ab=L1，ad=L2，通有逆时针方向电流I，如图所示， 若它能绕cd边转动： cd边转动 当线框平行磁感线时， 若它能绕cd边转动：（1）当线框平行磁感线时，各 边受到的磁场力为多大？穿过线框的磁通量为多大？ 边受到的磁场力为多大？穿过线框的磁通量为多大？ （2）当当线框垂直磁感线时，各边受到的磁场力为 当当线框垂直磁感线时， 多大？穿过线框的磁通量为多大？ 多大？穿过线框的磁通量为多大？ 2）当当线框与磁 感线成角θ 各边受到的磁场力为多大？ 感线成角θ时，各边受到的磁场力为多大？穿过线框 的磁通量为多大？ 的磁通量为多大？
大学物理安培力实验
角度()
力F(g)
角度()
力F(g)
-90
90
-85
85
-80
80
-75
75
-70
70
-65
65
-60
60
-55
55
-50
50
-45
45
-40
40
-35
35
-30
30
-25
25
-20
20
-15
15
-10
10
-5
5
0
(2)设置直流稳压稳流电源：开路，调节电压输出约5 V，然后短路，调节电流输出1.00 A。
【预习思考题】
1.载流导线在磁场中受力与哪些因素有关？各自与力有什么关系？
2.安培力的本质是什么？或者说安培力是如何形成的？
3.测量安培力的原理是什么？
【讨论题】
1.本实验是假设导线处于均匀磁场中涉及的，请讨论本实验中磁体的布局和电流环的放置位置对实验的影响。
2.实验内容4的系统能否测量安培力随电流的变化关系？若能，给出你的方法和步骤。
(3)设置SF-8608拨盘到0。
(4)安装并调节组件SF-8608使导线方向和磁场方向平行。用导线经过开关K连接电源和称臂上两个接线柱，确认电流输出1.00 A。
(5)断开回路（松开一个导线夹子）。这时导线无电流，打开电子天平，电子天平自动去皮重，读数为0.00 g。
(6)连接回路，微调磁场方向，使读数为0.00 g。
表1安培力与导线长度的关系
电流I =2.50A
电流环
SF 40
SF Байду номын сангаас7
安培力和洛伦兹力的案例
安培力和洛伦兹力的案例那我开始讲啦。
一、安培力的案例。
1. 电磁炮。
想象一下，在一个超级酷的军事实验室里，有这么一个装置叫电磁炮。
那这个电磁炮的原理呢，就和安培力有很大关系。
炮筒里面有两根平行的轨道，就像火车轨道那样，但是是超级高科技的。
当给这两根轨道通电的时候，就会产生磁场。
然后在轨道中间放一个炮弹，这个炮弹呢通常是用一些能够导电的材料做的。
这时候，电流就会流过炮弹。
根据安培力的公式 F = BILsinθ（这里的B是磁场强度，I是电流，L是导线长度，θ是电流方向和磁场方向的夹角，在电磁炮这里炮弹就相当于导线啦，θ = 90^∘，sinθ = 1）。
这个炮弹就会受到一个很大的安培力，就像被一只无形的大手猛推了一下，然后“嗖”的一声就飞出去啦，速度超快的，可以用来打击远处的目标呢。
2. 电动机。
你看家里的电风扇或者洗衣机里的电动机，电动机里面有很多线圈。
当我们给电动机接通电源的时候，电流就会在线圈里流动。
这时候电动机里面有磁场，是由定子（电动机里面固定不动的部分）产生的。
线圈里的电流在磁场中就会受到安培力。
根据安培力的方向判断方法（左手定则：伸开左手，让磁感线穿入手心，四指指向电流方向，大拇指所指的方向就是安培力的方向），这个安培力就会让线圈转动起来。
就好比是有一群小力人在推着线圈转圈一样，这样电动机就把电能转化成机械能啦，风扇就能呼呼转，洗衣机就能欢快地洗衣服啦。
二、洛伦兹力的案例。
1. 电视机的显像管。
在以前那种大屁股电视机（显像管电视机）里啊，有一个很神奇的显像管。
显像管后面有一个电子枪，这个电子枪会发射出很多电子，就像一群超级小的子弹飞出去一样。
这时候呢，在显像管的周围有磁场。
这些飞出去的电子在磁场中就会受到洛伦兹力。
洛伦兹力的公式是 F = qvBsinθ（这里q是粒子的电荷量，v是粒子的速度，B 是磁场强度，θ是速度方向和磁场方向的夹角）。
由于洛伦兹力的作用，电子的运动轨迹就会发生弯曲。
4.演示实验：安培力教程
画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
【答案】由左手定则作答。
【注意】安培力的方向永远与导线垂直。
动手练
试用左手定则判断安培力的方向
I2
F F
F
F
I1
I2
同向电流相互吸引
×
F
I1
结论：异向电流相互排斥；
I
S S
N
特别强调
• 安培力的方向：既跟磁场方向垂直， 又跟电流方向垂直，即安培力的方 向总是垂直于磁感线和通电导线所 在的平面． • 不管B和I的夹角是多少，力一定垂 直于B和I构成的平面！
如图11-2-4所示，给一根松弛的导体线圈中 通上电流，线圈将会 (A) A.纵向收缩，径向膨胀 B.纵向伸长，径向膨胀 C.纵向伸长，径向收缩 D.纵向收缩，径向收缩
如图11-2-7所示，把一重力不计的通电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 )
二.安培力的大小 【猜想与验证】影响安培力的因素 ①磁场的强弱 ②电流的大小 ③电流的长度 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I 和导线的乘积IL的比值叫做磁感应强
度。用B表示。
F 即： B IL
单位：特斯拉（T）
1.当电流与磁场方向垂直时
F = ILB
2、当电流与磁场平行时 I B
左手定则：由M流向N（向右）
F安=BIL
mg
如图所示，放在平行光滑导轨上的导体棒ab质量为m，长为l，两 导轨所在平面与水平面成30°角，导体棒与导轨垂直，空间有竖 直向上的匀强磁场，磁感应强度为B，若在导体中通以由 b 端 3m g 至 a端的电流，且电流为 时，导体棒可维持静止状态。
高中物理安培力实验
高中物理安培力实验是一种用来研究电流在磁场中所受力的实验。
安培力是电流在磁场中受到的力，其大小与电流强度、磁感应强度以及电流与磁场的夹角有关。
在进行安培力实验时，通常会使用导线、电源、磁铁和测力计等器材。
首先，将导线放置在磁场中，并通以电流。
然后，使用测力计测量导线所受的安培力大小，并记录下来。
接下来，可以通过改变电流的大小、磁场的方向和导线的放置位置等方式，来研究安培力大小与这些因素之间的关系。
在实验过程中，需要注意以下几点：
1. 保持电流、磁场和导线方向的稳定，避免外界干扰对实验结果的影响。
2. 在测量安培力时，需要保证测力计的精度和准确性，以避免误差的产生。
3. 在改变实验条件时，需要逐一改变，以便观察每个因素对安培力大小的影响。
通过安培力实验，可以帮助学生更好地理解电流在磁场中所受力的原理，加深对电磁现象的认识和理解。
同时，实验也可以培养学生的动手能力和实验技能，提高他们的科学素养和实验能力。
安培力实验报告(北京科技大学物理实验报告)
北京科技大学实验报告安培力实验目的学会设计简单的实验方案，利用自组仪器合理搭建实验设备；学会用归纳法研究磁场中载流导线的受力规律。
实验原理将一段通电导线置于以均匀磁场中，导线受到的安培力与磁场的方向和强弱、载流方向和强度大小、导体形状和尺寸相关。
实验仪器天平LGN310、矩形磁极一对、电磁线圈两个、U形铁芯一个、4个尺寸不同的导体、直流电源、电流表、轻质金属导线、开关、导线等。
实验内容及步骤（1）利用电流秤测量磁场中载流导体的受力。
（2）利用U形铁芯的两个电磁磁极产生较强的匀强磁场。
（3）调节砝码使天平达到平衡。
（4）改变励磁电流、载流线圈电流、载流线圈尺寸测量线圈所受安培力大小。
以研究安培力与磁场、载流、导线尺寸的关系。
数据测量结果：数据分析：此次实验是为了研究载流导体在磁场中的受力规律的。
实验中主要研究安培力大小与励磁电流、载流线圈电流、载流线圈尺寸的关系。
实验数据中的“-”号表示反向测量时的电流。
并且，实验中以安培力向下方向为正。
需要说明的是，实验中，我们考虑到磁场太小时即使线圈电流很大也不能使得天平有很大偏转。
所以我们先在励磁电流为3A的情况下测出不同线圈电流所受的安培力的大小；然后再在线圈电流为3A的情况下测出不同励磁电流（及磁场强度）情况下的安培力大小。
这里其实也使用到了控制变量法的基本原理。
用各组数据的前一半数据可画出如下四张图形：从四张图中可以清楚看到，当磁场、线圈尺寸、线圈匝数不变时，安培力和线圈电流成正比例关系，即：F∝I。
为了方便分析，可以把数据都放到一个图中（如下）：我们先分析一下A,B,C三组。
这三组数据的共同点是线圈匝数相同，所以说，在磁场中线圈长度越长，安培力随电流的变化速率越快。
那么两者的定量关系又如何呢？我们可以看到，线圈长度关系为：L(C)=2L(B)=4L(A)。
而三者对应的安培力是什么关系呢？我们可以从下图中看出，变化率也是两倍关系。
即：F∝LC，D两组相比，我们知道：线圈匝数越多，变化率越大。
安培力实验定律
安培力实验定律
安培力实验定律是描述学生电流密度与磁感应强度之间的关系的经典
物理学定律。
安培力实验定律告诉我们，当导体中有电流通过时，会
产生磁场。
同时，在磁场中移动的导体中也会有电流产生。
安培力实验定律是由法国物理学家安德烈·玛丽·安培在1820年发现的。
他通过实验发现，当电流通过两条平行导线时，它们之间会产生一个
相互作用的磁场力，这就是后来被称为安培力的力。
安培力的大小与
电流的大小和导线之间的距离有关。
当电流和磁场的方向垂直时，安
培力最大。
当二者方向相同或相反时，安培力为零。
根据安培力实验定律，可以计算出磁场的强度。
如果电流密度为J，而导线的长度为l，那么在距离导线d处的磁场的磁感应强度B可以表示为：
B = μ0Jl/(2πd)
其中，μ0是真空中的磁导率，约为4π×10^-7 H/m。
安培力实验定律在日常生活中有许多实际应用。
例如，可以用它来制
造电动机、电磁铁和电流表等电子设备。
此外，安培力实验定律还被
广泛应用于地球物理学和航空航天工程。
例如，在地球物理学中，该定律用于研究地球的磁场。
在航空航天工程中，可以利用安培力实验定律来设计和制造飞行器的电磁传动系统。
总之，安培力实验定律是物理学的一个基本定律，描述了电流和磁场之间的关系。
它不仅在学术界有广泛的应用，而且被应用于许多现实世界的电子和机械设备中。
了解安培力实验定律的原理和应用有助于我们更好地理解现实世界中的电子和机械系统，以及地球物理学研究中的磁场。
高中物理创新实验说课-定量探究电流间的安培力
定量探究电流间的安培力一、使用教材人教版高中《物理选修3-1》第三章第四节“通电导线在磁场中受到的力”。
二、实验器材电子分析天平，两个学生电源，两个电流表，两个线圈，细铜丝两根，铁架台，电键，导线若干三、实验创新要点/改进要点（1）化学仪器（电子分析天平）为物理所用，利用它的“去皮”功能，把安培力转化成质量加以显示，变定性实验为定量实验。
（2）用两个平行线圈替代平行直导线，一方面增加了电流产生的磁场；另一方面相当于增加了受力线圈的长度，起到了双重放大的作用。
（3）不仅演示同向电流相吸、异向电流相斥，且还能研究决定安培力大小的相关因素。
四、实验原理/实验设计思路高中实验条件下的电流间安培力较小。
本实验利用LP203型电子分析天平来“称量”微10N，且用两个线圈替代两根直导线实验，增加匝数放大力，从小的安培力，精度可达到5-而显示安培力，再用控制变量法进一步研究安培力与相关因素的关系。
五、实验教学目标（一）知识和技能（1）让学生直观体验电流间的微小的安培力，知道安培力与部分相关因素的关系（2） 培养学生的动手能力和运用数表软件处理数据的技能（二）过程和方法让学生经历实验探究过程，使学生理解实验运用的转化测量法、放大法及控制变量法（三）情感、态度和价值观培养学生学会分工合作，尊重实验事实的科学精神，力求通过学生实验调动学生学习物理的积极性六、实验教学内容（1）体验安培力的值 （2）控制变量法探究安培力相关因素七、实验教学过程（一）变定性实验为定量探究、调动学生的探究欲望书本演示实验：平行通电直导线之间的相互作用是定性实验，我们是不是很想知道电流间的安培力到底有多大？今天我们一起来找寻答案。
（二）直陈测量疑难，讲清设计原理我们实验条件下电流间的安培力较小，如何定量实现安培力的测量呢？我首先想到的是有没更精密的测力计，偶然间看到物理同仁用电子分析天平测电荷间的库仑力，于是想到也可用此仪器来测电流间的安培力。
安培力
思考：如何形象地表示磁感应强度的大小和方向？
例1、关于磁感强度，下列说法哪些是正确的？ ①磁感强度的大小反映了磁场的强弱； ②磁感强度是描述磁场的强弱和方向的物理量； ③磁感强度的方向就是通电导线在磁场中所受作用力的方向．
例2、关于垂直于磁场方向的通电直导线所受磁场作用力的方 向，正确的说法是 ①跟磁场方向垂直，跟电流方向平行； ②跟电流方向垂直，跟磁场方向平行； ③既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直； ④既不跟磁场方向垂直，也不跟电流方向垂直．
例8、如图所示, 在磁感应强度为1T的匀强 磁场中, 有两根相同的弹簧, 下面挂一条长 0.5m, 质量为0.1kg的金属棒MN, 此时弹簧 伸长10cm, 欲使弹簧不伸长，则棒上应通过 的电流的大小和方向如何?
例6、如图所示，L=0.2cm，I=0.2A，B=0.5T， 求该导线所受安培力是多大？方向如何？
I
例7、有一小段通电直导线，长为1cm，电流强 度为5A，把它置于磁场中某点，受到的磁场 力为0.1N，则该点的磁感应强度B （） A．一定等于2T B．一定小于2T C．大于等于2T D．以上情况都有可能
6、安培力的方向——左手定则 判定步骤： 1）伸开左手，大拇指跟四指 垂直，且在同一平面内 2）让磁感线穿过手心 3）使四指指向电流方向，则 拇指指向安培力的方向
左手定则运用：
I
I
F
左手定则运用
I
左手定则运用：
左手定则运用：
固定 固定
I1
I2
I1
I2
I2
固定
固定
I1
I1
例3、图3-19表示一根放在磁场里的通电直导线，导线与磁场方 向垂直．图中已分别标明电流方向、磁场方向和导线受力方向中 两个的方向，试标出另一个的方向．
安培力演示仪实验报告
安培力演示仪实验报告篇一：安培力演示仪安培力演示仪实验现象观察载流直导体，在磁场中受力的情况，验证载流直导体在磁场中受力的方向与磁场和电流的方向三者之间的关系，即验证左手定则。
将载流直导体铜棒水平放在支承导轨上，并调节其水平位置，使铜棒在马蹄形磁铁的磁场中间，接通电源并观察载流直导体铜棒在导轨上滑动的方向；改变电流流通的方向（电源后面板的红色开关），此时，载流铜棒将在导轨上沿相反方向滑动；通过底座导轨的滑块移动马蹄形磁铁，使磁场相对载流铜棒移动，可以观察到载流铜棒也跟着一起运动。
物理原理通电导体在磁场中，会受到磁场力的作用，称为安培力。
实验发现，对直导线，安培力的大小与方向由下式表示：F?Il?B。
可见，力、电流和磁场三者成右手法则。
当然，也可以用左手定则来确定安培力的方向。
即：伸直左手，使大拇指与其余四指相垂直，磁场穿过手心，让四指指向导体中通电电流的方向，则大拇指的方向就是磁场对电流作用力的方向，即导体所受的安培力的方向。
仪器功能演示通电直导线在磁场中受力——安培力问题。
篇二：安培力的演示实验二安培力的演示实验目的：观察载流直导体，在磁场中受力的情况，验证载流直导体在磁场中受力的方向与磁场和电流的方向三者之间的关系，即验证左手定则。
观察磁聚焦现象实验目的：演示运动电荷在磁场中受到的洛仑兹力和磁场对电子束的聚焦作用。
视错觉演示实验目的：通过对物理现象的观察与实验，深入了解人体的感觉机制。
本实验就是观察光的视错觉现象。
弹性球碰撞演示实验目的：1、演示等质量球的弹性碰撞过程，加深对动量原理的理解。
2、演示弹性碰撞时能量的最大传递。
3、使学生对弹性碰撞过程中的动量、能量变化过程有更清晰的理解。
安培力的演示实验仪器：①为马蹄形永磁铁，它是由高强度钕铁硼材料制成。
②是将马蹄形电磁铁固定在竖直支柱上的顶丝。
③是带动马蹄形永磁铁沿水平方向左右移动的滑块。
④是双道滑轨。
⑤是载流直导体。
⑥是导轨，它用来支承载流直导体受力移动。
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：