选修3-1 3.4通电导线在磁场中受到的力

2、上下交换磁场的位置以改变磁场的方向（1、3）， 观察受力方向是否变化。
I B
F
F
I B
F
I B
I B
F
问题1：通电导线在磁场中所受安培力的 方向跟磁场方向，电流方向之间有怎样 的关系呢？你能用简洁的方法表示这个 关系吗？
左手定则的内容是什么？
左手定则
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都 与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心穿入，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。
B θ
I
B B1 B2
θ
F=ILBsinθ
I
总结：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
（3）公式： F=I L B sinθ
F B⊥
θ表示磁场方向与 电流方向间的夹角
三、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。
巩固练习：
1.如图所示，在水平匀强磁场中，用两根 相同的细绳水平悬挂粗细均匀的直导线 MN，导线中通以从M到N的电流I，此时 绳子都受到拉力作用；为使拉力减小为零， 下列方法中可行的是（ ） A
2、电流表的工作原理:
1、当电流通过线圈时线圈左右两边都要受到方向相反安 培力，使线圈发生转动，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，反 抗线圈转动。
2、电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。 所以从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。
蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管 通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，表 盘的刻度就是均动方向问题
1.画出导线所在处的磁场方向
2.确定电流方向
3.根据左手定则确定受安培力的方向
4.根据受力情况判断运动情况
拓展1．如图2.4-3所示，条形磁铁放在水平桌面上， 在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁 铁垂直，给导线通一垂直纸面向外的电流，则 （ A） A．磁铁对桌面的压力减小， 不受桌面的摩擦力作用 I B．磁铁对桌面的压力减小， N S 受到桌面的摩擦力作用 C．磁铁对桌面的压力增大， 不受桌面的摩擦力作用 D．磁铁对桌面的压力增大， 图2.4-3 受到桌面的摩擦力作用
B
∥
B
☻ 在中学阶段，F=I L B sinθ仅适用于匀强磁场
例3. 一根长为0.2m的通以2A电流的导线， 放在磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到 磁场力的大小可能是（ BCD ）
A. 0.4N
B. 0.2N C. 0.1N D. 0
拓展：一根长为0.1m，电流为1A的通电导 线，放在磁场中某处受到的安培力大小为 0.4N,则该处的磁感线强度为（ B ）
A． 把电流强度增大到某一值 B． 把电流强度减小到某一值 C． 使电流I反向 D． 使磁场B反向
2.在倾斜角为θ的光滑斜面上,置一通有电流I,长为 L,质量为m的导体棒，如图所示,在竖直向上的 磁场中静止，则磁感应强度B为多少？ B ×
B=mg sina /ILcosa
θ
拓展1：欲使它静止在斜面上, 外加磁场 的磁感应强度B的最小值为多少？方向？
mgsinθ=BIL B=mgsinθ/IL
θ
G N
×
拓展2：欲使它静止在斜面上,且对斜面无压 力, 外加磁场的磁感应强度B的最小值为多少？ 方向？
mg=BIL
B=mg/IL
3：两条导线互相垂直，但相隔一小段距离， 其中ab固定，cd可以自由活动，当通以如图所 示电流后，cd导线将（ D ） A.顺时针方向转动，同时靠近ab B.逆时针方向转动，同时离开ab C.顺时针方向转动，同时离开ab D.逆时针方向转动，同时靠近ab
向 ， 即 垂 直 于 平 电 面 流 。 和 磁 场 所 在 的
安 培 力 方 向 垂 直 于 电 流 和 磁 场 方
拓展：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。
区别安培定则
与左手定则
分析
电流方向相同时，将会吸引 电流方向相反时，将会排斥
A.等于4T C.小于或等于4T B.大于或等于4T D.可能为零
问题3：（1）磁场对线圈的作用力 如图,在匀强磁场中，矩形线圈通以如图电 流，试判定各边受力情况。
a b B d c
三. 磁电式电表
三、磁电式电流表
1、电流表的构造
如图所示是电流表的 构造图，在一个很强的蹄 形磁铁的两极间有一个固 定的圆柱形铁芯，铁芯外 面套有一个可以转动的铝 框，铝框上绕有线圈，铝 框的转轴上装有两个螺旋 弹簧和一个指针，线圈的 两端分别接在这个螺旋弹 簧上，被测电流通过弹簧 流入线圈。
B
B
a
F
.
.
b
B B
F=BIL
F
×
B
例2.关于磁场方向、电流方向、安培力方向三者 之间的关系，正确的说法是( D ) A．磁场方向、电流方向、安培力方向三者之间 总是互相垂直的 B．磁场方向一定与安培力方向垂直，但电流方 向不一定与安培力方向垂直 C．磁场方向不一定与安培力方向垂直，但电流 方向一定与安培力方向垂直 D．磁场方向不一定与电流方向垂直，但安培力 方向一定既与磁场方向垂直，又与电流方向 垂直
第三章 磁场
3.4 通电导线在磁场中 受到的力
东海县白塔高级中学高二物理组
回顾： （1）磁场对通电直导线的作用力同哪些 因素有关? （2）当通电直导线垂直匀强磁场时，磁 场力的计算公式?
通电导线在磁场中受到的力称为安培力
一、安培力的方向
演示：按照右图所示进行实验。 1、改变导线中电流的方向（1、2）， 观察受力方向是否改变。
二.安培力的大小
问题2：当通电直导线垂 直匀强磁场时，磁场力的 计算公式：
F = ILB
(B⊥L)
判断下列图中安培力的大小
B
I I
B
2、电流与磁场方向 平行时，磁场对电流 的作用力为零
S I
N
问题3:如果电流与磁场方向既不平行也不垂
直呢？安培力的大小如何计算？
当电流与磁场方向夹角为θ时，通电 直导线与磁场方向不垂直时，把磁感 应强度B分解为两个分量： 一个分量与导线垂直B1=Bsinθ 另一分量与导线平行B2=Bcosθ， 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F=ILB1，将B1=Bsinθ代入得
四指
磁感线 大拇指
电流
穿手心 受力
I
Z( I )
Y(B)
B
o
X(F)
F
【例1】判断下列图中安培力的方向
B F B F I α α I
B
B
B
F I
F I
B
I 30 ° F
α
强调：应用安培力应注意的问题
1、分析受到的安培力时,要善于 把立体图,改画成易于分析受力的平 面图形 2、注意磁场和电流的方向是否 垂直
·
拓展2：如图所示，蹄形磁体用悬线悬于O 点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导线， 当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的 运动情况将是( )C
A．静止不动
B．向纸外平动
C．N极向纸外，S极向纸内转动
D．N极向纸内，S极向纸外转动 若磁铁不动，通电导线可移动，则 导线应如何动
F
N
F
S
I
N
S
F