《通电导线在磁场中受到的力》课件-河南省实验中学-优质课
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通电导线在磁场中受到的力 课件
3．安培力方向的特点 安培力方向与 导线 方向、磁感应强度的方向都垂直，即垂直 于导线、磁感应强度决定的平面。
二、安培力的大小
ILB （B与I垂直）
F＝
0
（B与I平行）
ILBsin θ（B与I的夹角为θ）
三、磁电式电流表 1．磁电式电流表的构造特点 (1)构造：磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴。(如图甲所示) (2)特点：两极间的极靴和极靴中间的铁质圆柱，使极靴与圆柱 间的磁场都沿半径方向均匀分布，使线圈平面都与磁感线 平行，使 表盘刻度 均匀 。(如图乙所示)
A．F＝BILcos θ
B．F＝BILcos θ C．F＝BILsin θ D．F＝BILsin θ
A [A 图中，导线不和磁场垂直，将导线投影到垂直磁场方向 上，故 F＝BILcos θ，A 正确；B 图、C 图和 D 图中，导线和磁场方 向垂直，故 F＝BIL，B、C、D 错误。]
安培力作用下导体的运动问题
通电导线在磁场中受到的力
一、安培力 1．定义：通电导线在____磁__场____中受到的力。 2．方向：用_左__手__定__则___判断。 判断方法：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 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。
上例中，若 ab 杆中的电流为 0.2 A，且导轨是光滑的，其他条件 不变，则要使 ab 杆静止至少要施加一个多大的力？方向如何？
提示：对 ab 杆受力分析如图，沿斜面方向平衡， mgsin 37°＝BIL＋F， 则 F＝mgsin 37°－BId＝0.04 N。
通电导线在磁场中受到的力课件
课堂练习
1.试用左手定则判断安培力的方向：
F
I
B
×F ×
×× ××
×
××
I ×B
××
F
×I
•
F
N
S
一.安培力的方向的判定---左手定则
2.下图中表示通电直导线在磁场中受力的情 况，但磁感线、安培力和电流三个物理量的 方向只标了两个，请在图上标出第三个物理 量的方向
B
FⅠ
Ⅰ
F
B
Ⅰ
F
Ⅰ
F
B
一.安培力的方向的判定---左手定则
结论：通电导线在磁场中所受安培力的方 向与电流方向和磁场方向有关
一、安培力的方向：
2、 探究安培力方向与电流和 磁场方向之间的关系：
（1) F⊥I (2) F⊥B
(3) F垂直于B与I决定的平面
一.安培力的方向的判定---左手定则
3、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 掌在同一个平面内：让 磁感线从掌心进入，并 F 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
刻度盘
线圈
三. 安培力的应用-----磁电式电表
1、电流表主要由哪几部分组成的？ 2、为什么电流表可测出电流的强弱和方向？ 3、电流表中磁场分布有何特点呢？为何要如此 分布？ 4、磁电式仪表的优缺点是什么？
N Ⅰ
B S
一、安培力的方向----左手定则
利用左手定则判断安培力方向的步骤
1.伸手：伸出左手，使拇指与其 余四指垂直，并且都跟手掌在同 一平面。
2.放手：使磁感线穿过掌心，
F
四指指向电流方向。
3.判定：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。
通电导线在磁场中受到的力 课件
通电导线在磁场中受到的力
一、安培力方向
探究：导线受力方向 与那些因素有关？ 实验装置 1.改变电流方向 2.改变磁场方向
导线受力方向是否变化
总结：安培力方向与电流方向和磁场方向的关系
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 内。让磁感线垂直从掌 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。
磁场和通电导线的平面图画法
● 用“ ·”表示磁感线垂直纸面向外 ● 用“×”表示磁感线垂直纸面向里 ● 用“⊙”表示电流垂直纸面向外 ● 用“ ”表示电流垂直纸面向里
判断下图中通电导线受力的方向
N
S
F
B F
判断下图中通电导线受力的方向
S F
N
B F
【典型例题】
例题1：画出图中通电导线所受安培力的方向。
×× ·×·× ··
×· ···· ×·
×× A·×·×C··×· A ····C×·
平行直导线间的相互作用：
同向电流互相吸引；异向电流互相排斥。
思考：如图所示，通电直导线AB固定，CD可以自 由移动，请你判断通电后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。
三、磁电式电流表
三. 磁电式电表
2、电流表的工作原理
1、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，当 电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力， 这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹 簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其 大小
一、安培力方向
探究：导线受力方向 与那些因素有关？ 实验装置 1.改变电流方向 2.改变磁场方向
导线受力方向是否变化
总结：安培力方向与电流方向和磁场方向的关系
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 内。让磁感线垂直从掌 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。
磁场和通电导线的平面图画法
● 用“ ·”表示磁感线垂直纸面向外 ● 用“×”表示磁感线垂直纸面向里 ● 用“⊙”表示电流垂直纸面向外 ● 用“ ”表示电流垂直纸面向里
判断下图中通电导线受力的方向
N
S
F
B F
判断下图中通电导线受力的方向
S F
N
B F
【典型例题】
例题1：画出图中通电导线所受安培力的方向。
×× ·×·× ··
×· ···· ×·
×× A·×·×C··×· A ····C×·
平行直导线间的相互作用：
同向电流互相吸引；异向电流互相排斥。
思考：如图所示，通电直导线AB固定，CD可以自 由移动，请你判断通电后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。
三、磁电式电流表
三. 磁电式电表
2、电流表的工作原理
1、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，当 电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力， 这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹 簧被扭动，产生一个阻碍线圈转动的力矩，其 大小
通电导线在磁场中受到的力完整版课件
【思路点拨】 解答本题要把握以下两点： (1)把平面图转化为立体图。 (2)安培力的方向应用左手定则判断。
【解析】选C。根据左手定则，A中受力方向应该向下，A错 误；B中电流方向与磁场方向平行，不受力，B错误；C正确； D中受力方向应垂直纸面向外，D错误。
安培力的大小及磁电式仪表 1.探究安培力的大小 从第2节的学习中我们已经知道，垂直于磁场B放置、长为L的 一段导线，当通过的电流为I时，它受的安培力F＝BIL，这时 导线受的安培力最大，试讨论下面两种情况下安培力的大小。 (1)当磁感应强度B的方向与导线方向平行时。 提示：当磁感应强度B的方向与导线方向平行时，导线受的安 培力最小，为零。
难点：安培力、电流、磁感应强度三者方向的空间关系。
一、安培力的方向 1．安培力 _通__电__导__线__在磁场中受的力。 2．决定安培力方向的因素 (1)_电__流__方向。 (2)_磁__感__应__强__度__方向。
3．左手定则
如图所示，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。
【判一判】 (1)安培力的方向一定与电流的方向垂直。( ) (2)通电导体只要在磁场中就会受到安培力。( ) (3)由于线圈偏转角度与电流大小成正比，所以磁电式仪表的刻 度盘的刻度是均匀的。( )
提示：(1)根据左手定则可以判断，安培力的方向一定与电流的 方向垂直，故(1)正确。 (2)当磁感应强度方向与电流方向平行时，安培力为零，故(2)错 误。 (3)线圈偏转角度与通过的电流大小成正比，所以磁电式仪表的 刻度盘的刻度是均匀的，从刻度盘上就可以读出被测电流大小， 故(3)正确。
高中物理通电导线在磁场中受到的力ppt课件
3．优、缺点：优点是 灵敏度高，能测出很弱的电流； 缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱.
第三章 磁场
第三章 磁场
1．判定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，在判定安培力方向时要注意 以下几点： (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．所以判断时要首先确定磁场与电流所确定的平面， 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．
答案：
第三章 磁场
2．安培力大小的计算 计算安培力大小时，要注意理解和灵活应用公式F＝ ILB和F＝ILBsin θ. (1)公式F＝ILB中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时， F最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0. 弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如 下图所示)；相应的电流沿L由始端流向末端．
第三章 磁场
(2)当磁场和电流成θ角时，如下图所示．
将磁感应强度B正交分解成B⊥＝Bsin θ和B∥＝Bcos θ， 而B∥对电流是没有作用的．
F＝B⊥IL＝BILsin θ，即F＝BILsin θ. 第三章 磁场
(3)安培力公式一般用于匀强磁场，或通电导线所处区 域的B的大小和方向处处相同．如果导线各部分所处的位置 B的大小、方向不相同，应将导体分成若干段，使每段导线 所处的范围B的大小和方向近似相同，求出各段导线受的磁 场力，然后再求合力．
第三章 磁场
(3)在因果关系上：安培定则中的“电流”是“因”， 磁场为“果”，正是有了电流(直流电流、环形电流、螺线 管电流)才出现了由该电流产生的磁场；左手定则中的“磁 场”和“电流”都是“因”，磁场对通电导线的作用力是 “果”，有因才有果，而此时的两个“因”对产生磁场的作 用力来说缺一不可．
第三章 磁场
第三章 磁场
1．判定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，在判定安培力方向时要注意 以下几点： (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．所以判断时要首先确定磁场与电流所确定的平面， 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．
答案：
第三章 磁场
2．安培力大小的计算 计算安培力大小时，要注意理解和灵活应用公式F＝ ILB和F＝ILBsin θ. (1)公式F＝ILB中L指的是“有效长度”．当B与I垂直时， F最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0. 弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如 下图所示)；相应的电流沿L由始端流向末端．
第三章 磁场
(2)当磁场和电流成θ角时，如下图所示．
将磁感应强度B正交分解成B⊥＝Bsin θ和B∥＝Bcos θ， 而B∥对电流是没有作用的．
F＝B⊥IL＝BILsin θ，即F＝BILsin θ. 第三章 磁场
(3)安培力公式一般用于匀强磁场，或通电导线所处区 域的B的大小和方向处处相同．如果导线各部分所处的位置 B的大小、方向不相同，应将导体分成若干段，使每段导线 所处的范围B的大小和方向近似相同，求出各段导线受的磁 场力，然后再求合力．
第三章 磁场
(3)在因果关系上：安培定则中的“电流”是“因”， 磁场为“果”，正是有了电流(直流电流、环形电流、螺线 管电流)才出现了由该电流产生的磁场；左手定则中的“磁 场”和“电流”都是“因”，磁场对通电导线的作用力是 “果”，有因才有果，而此时的两个“因”对产生磁场的作 用力来说缺一不可．
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（3）允许通过的电流小。
本节小结
1、安培力方向的判定：左手定则
2、安力大小的计算： ★垂直时：F=ILB ★夹角为θ时:F=ILBsinθ ★平行时：F=0
3、磁电式电流表的工作原理
随堂练习
判断下图中通电导线受力的方向
B
S
F
F
N
例题6：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、电流为I的直导体棒，导 体棒处于静止状态。 （1）若磁场方向竖直向下，则磁感应强度为多 大？ （2）欲使导体棒处于静止状态，所加磁场的磁 感应强度最小为多大？方向如何？
例题4：如图所示，直角三角形ABC组成的导线框 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 3，00求三角形框 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为（ B）
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，可采用哪些方法： ( A)C
A、适当增大电流I B、将电流反向并适当改变大小 C、适当增大磁场 D、将磁场反向并适当改变大小
三、安培力的大小 ★垂直时：F=ILB ★夹角为θ时:F=ILBsinθ ★平行时：F=0
A、B＝10T C、B≤10T
B、B≥10T D、不能确定
F=ILBsinθ
四、磁电式电流表的工作原理
1、用途：用来测定电流大小和方向的电学仪器
螺旋弹簧
软铁
极靴
线圈
2、磁电式电流表的工作原理
满足力矩平衡：NBIS=k θ 3、特点：
（1）指针偏转角度与通入电流成正比，刻度盘均匀。
（2）灵敏度高。C= θ/I=NBS/k
3、学以致用： ※平行通电直导线之间的相互作用
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，相吸 电流方向相反时，相斥
4、学习截面图的画法 例：判断下图中通电导线受力的方向
N
S
F
B F
随堂练习
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。
物理新人教版选修3-1
第三章第四节 通电导线在磁场中受到的力
一、安培力
通电导线在磁场中受的力称 为安培力
★安培力是以安培的名字命名的， 因为他研究磁场对电流的作用 力有突出的贡献。
二、安培力方向
1、演示实验:
交换磁极位置
改变电流方向
同时改变电流 和磁场方向
受力方向 受力方向 受力方向
改变 改变
不变
（1）B=√3mg/3IL
（2） B=mg/2IL
垂直斜面向下
课后作业
课本94页《问题与练习》 必做题：1、2、3题 选做题：4题
结论：
通电导线在磁场中所受安培力F的 方向，与电流I、磁感应强度B的方 向都有关，且F与B、I都垂直
2、判定方法：
左手定则：
伸开左手，使拇指与其余 四个手指垂直，并且都与 手掌在同一个平面内。让 磁感线垂直从掌心进入， 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。
本节小结
1、安培力方向的判定：左手定则
2、安力大小的计算： ★垂直时：F=ILB ★夹角为θ时:F=ILBsinθ ★平行时：F=0
3、磁电式电流表的工作原理
随堂练习
判断下图中通电导线受力的方向
B
S
F
F
N
例题6：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、电流为I的直导体棒，导 体棒处于静止状态。 （1）若磁场方向竖直向下，则磁感应强度为多 大？ （2）欲使导体棒处于静止状态，所加磁场的磁 感应强度最小为多大？方向如何？
例题4：如图所示，直角三角形ABC组成的导线框 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 3，00求三角形框 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为（ B）
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，可采用哪些方法： ( A)C
A、适当增大电流I B、将电流反向并适当改变大小 C、适当增大磁场 D、将磁场反向并适当改变大小
三、安培力的大小 ★垂直时：F=ILB ★夹角为θ时:F=ILBsinθ ★平行时：F=0
A、B＝10T C、B≤10T
B、B≥10T D、不能确定
F=ILBsinθ
四、磁电式电流表的工作原理
1、用途：用来测定电流大小和方向的电学仪器
螺旋弹簧
软铁
极靴
线圈
2、磁电式电流表的工作原理
满足力矩平衡：NBIS=k θ 3、特点：
（1）指针偏转角度与通入电流成正比，刻度盘均匀。
（2）灵敏度高。C= θ/I=NBS/k
3、学以致用： ※平行通电直导线之间的相互作用
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，相吸 电流方向相反时，相斥
4、学习截面图的画法 例：判断下图中通电导线受力的方向
N
S
F
B F
随堂练习
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。
物理新人教版选修3-1
第三章第四节 通电导线在磁场中受到的力
一、安培力
通电导线在磁场中受的力称 为安培力
★安培力是以安培的名字命名的， 因为他研究磁场对电流的作用 力有突出的贡献。
二、安培力方向
1、演示实验:
交换磁极位置
改变电流方向
同时改变电流 和磁场方向
受力方向 受力方向 受力方向
改变 改变
不变
（1）B=√3mg/3IL
（2） B=mg/2IL
垂直斜面向下
课后作业
课本94页《问题与练习》 必做题：1、2、3题 选做题：4题
结论：
通电导线在磁场中所受安培力F的 方向，与电流I、磁感应强度B的方 向都有关，且F与B、I都垂直
2、判定方法：
左手定则：
伸开左手，使拇指与其余 四个手指垂直，并且都与 手掌在同一个平面内。让 磁感线垂直从掌心进入， 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。