第1课时磁场通电导线在磁场中受到的力
高中物理通电导线在磁场中受到的力
学案4通电导线在磁场中受到的力[学习目标定位] 1.知道安培力的概念，会用左手定则判定安培力的方向.2.学会用公式F＝BIL 计算B与I垂直和平行两种情况下安培力的大小3.了解磁电式电流表的基本构造及工作原理．一、安培力的方向通电导线在磁场中所受安培力的方向，与导线、磁感应强度的方向都垂直，它的方向可用左手定则判定：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．(如图1)图1二、安培力的大小垂直于磁场B放置、长为L的一段导线，当通过的电流为I时，它所受的安培力F为F ＝ILB.当磁感应强度B的方向与导线的方向平行时，导线受力为0.当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，导线受力为F＝ILB sin_θ.三、磁电式电流表1．磁电式仪表最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈．如图2所示，通电线圈在磁场中受到安培力而偏转．线圈偏转的角度越大，被测电流就越大．根据线圈偏转的方向，可以知道被测电流的方向．图22．磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是线圈的导线很细，允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安)．一、安培力的方向[问题设计]按照如图3所示进行实验．图3(1)上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向是否改变？(2)改变导线中电流的方向，导线受力的方向是否改变？仔细分析实验结果，说明安培力的方向与磁场方向、电流方向有怎样的关系？[要点提炼]1．安培力方向、磁场方向、电流方向三者之间满足左手定则．(1)F⊥B，F⊥I，即F垂直于B、I决定的平面．(2)磁场方向和电流方向不一定垂直．用左手定则判断安培力方向时，磁感线只要从掌心进入即可，不一定垂直穿过掌心．2．判断电流磁场方向用安培定则(右手螺旋定则)，确定通电导体在磁场中的受力方向用左手定则．3．推论：平行通电导线之间，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥．二、安培力的大小[问题设计]1．在定义磁感应强度时，让一小段通电导线放入磁场，可得F＝ILB，此公式的适用条件是什么？2．当导线平行于磁场方向放置时，导线受力为多少？[要点提炼]1．安培力大小的计算公式F＝ILB sin_θ，θ为磁感应强度方向与导线方向的夹角．(1)当θ＝90°，即B与I垂直时，F＝ILB；(2)当θ＝0°即B与I平行时，F＝0.2．当导线与磁场垂直时，弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直线的长度(如图4所示)；相应的电流沿L由始端流向末端．图4[延伸思考] 如图5所示，导线与磁场方向的夹角为θ时，如何计算导线受力的大小？图5三、磁电式电流表[问题设计]1．磁电式电流表的基本组成部分是什么？磁电式电流表的原理是什么？2．指针偏转的角度与通入的电流大小有怎样的关系？3．能否利用磁电式电流表确定电流方向？一、对安培力方向的判定例1画出图6中通电导体棒ab所受的安培力的方向(图中箭头方向为磁感线的方向)．图6规律总结 1.判断安培力的方向，要先明确磁场的方向和电流的方向，用左手定则判断，不要“习惯性”地用错右手．实际上左手定则揭示了磁感应强度、电流、安培力这三个物理量方向之间的关系，知道其中任意两个方向，可以由安培定则判断第三个方向．2．分析安培力方向时，左手定则和安培定则往往同时使用，要特别注意它们的不同：安培定则用来判断电流的磁场方向，用右手；左手定则用来判断电流的受力方向，用左手．二、对安培力大小的计算例2长度为L、通有电流为I的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向如图所示，已知磁感应强度为B，对于下列各图中，导线所受安培力的大小计算正确的是()A．F＝BIL cos θB．F＝BIL cos θC．F＝BIL sin θD．F＝BIL sin θ规律总结 1.当磁场方向与电流方向垂直时安培力F＝ILB，如果磁场方向和电流方向不垂直，公式应变为F＝ILB⊥，B⊥是B在垂直于电流方向的分量．2．如果通电导线是弯曲的，则要用其等效长度代入公式计算．3．如果是非匀强磁场，原则上把通电导线分为很短的电流元，对电流元用安培力公式，然后求矢量和．例3如图7所示，长为2l的直导线折成边长相等、夹角为60°的V形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时，该V形通电导线受到的安培力大小为()图7A．0 B．0.5BIlC．BIl D．2BIl三、通电导体的综合受力分析问题例4如图8所示，光滑导轨与水平面成α角，导轨宽为L.有大小为B的匀强磁场，方向垂直导轨面，金属杆长为L，质量为m，水平放在导轨上．当回路中通过电流时，金属杆正好能静止．求：电流的大小为多大？磁感应强度的方向如何？图8方法点拨在实际分析中，安培力、电流方向以及磁场方向构成一个空间直角坐标系，在空间判断安培力的方向有很大的难度，所以在判断一些复杂的安培力方向时都会选择画侧视图的方法，这样使得难以理解的空间作图转化成易于理解的平面作图．1．(安培力的方向)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，下列说法中正确的是() 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方向垂直，但不一定跟磁感应强度方向垂直D．安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直，又跟电流方向垂直2．(安培力的方向判定)如图9所示，两条导线相互垂直，但相隔一段距离．其中AB固定，CD能自由活动，当直线电流按图示方向通入两条导线时，导线CD将(从纸外向纸里看)()图9A．顺时针方向转动同时靠近导线ABB．逆时针方向转动同时离开导线ABC．顺时针方向转动同时离开导线ABD．逆时针方向转动同时靠近导线AB3．(通电导体的综合受力分析问题)一根长L＝0.2 m的金属棒放在倾角θ＝37°的光滑斜面上，并通过I＝5 A的电流，方向如图11所示，整个装置放在磁感应强度B＝0.6 T竖直向上的匀强磁场中，金属棒恰能静止在斜面上，则该棒的重力为多少？(sin 37°＝0.6)图11题组一对安培力方向的判定1．关于通电导线所受安培力F的方向、磁感应强度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2．如图1所示，固定不动的绝缘直导线mn和可以自由移动的矩形线框abcd位于同一平面内，mn与ad、bc边平行且离ad边较近．当导线mn中通以向上的电流，线框中通以顺时针方向的电流时，线框的运动情况是()图1A．向左运动B．向右运动C．以mn为轴转动D．静止不动3．如图3所示，有一通电直导线放在蹄形电磁铁的正上方，导线可以自由移动，当电磁铁线圈与直导线中通以图示的电流时，有关直导线运动情况的说法中正确的是(从上往下看) ()图3A．顺时针方向转动，同时下降B．顺时针方向转动，同时上升C．逆时针方向转动，同时下降D．逆时针方向转动，同时上升4．通有电流的导线L1、L2处在同一平面(纸面)内，L1是固定的，L2可绕垂直纸面的固定转轴O转动(O为L2的中心)，各自的电流方向如图4所示．下列哪种情况将会发生()图4A．因L2不受磁场力的作用，故L2不动B．因L2上、下两部分所受的磁场力平衡，故L2不动C．L2绕轴O按顺时针方向转动D．L2绕轴O按逆时针方向转动题组二对安培力公式F＝BIL sin θ的理解5．如图5所示，磁场方向竖直向下，通电直导线ab由水平位置1绕a点在竖直平面内转到位置2，通电导线所受安培力是()图5A．数值变大，方向不变B．数值变小，方向不变C．数值不变，方向改变D．数值、方向均改变6．如图6，一段导线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()图6A．方向沿纸面向上，大小为(2＋1)ILBB．方向沿纸面向上，大小为(2－1)ILBC．方向沿纸面向下，大小为(2＋1)ILBD．方向沿纸面向下，大小为(2－1)ILB7．如图7所示，倾斜导轨宽为L，与水平面成α角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中，金属杆ab水平放在导轨上．当回路电流强度为I时，金属杆ab所受安培力F ()图7A．方向垂直ab杆沿斜面向上B．方向垂直ab杆水平向右C．F＝BIL cos αD．F＝BIL sin α题组三通电导体受安培力作用的综合问题分析8．如图8所示，一根有质量的金属棒MN，两端用细软导线连接后悬于a、b两点，棒的中部处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中，棒中通有电流，方向从M流向N，此时悬线上有拉力，为了使拉力等于零，可以()图8A．适当减小磁感应强度B．使磁场反向C．适当增大电流D．使电流反向9．如图9所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时(磁铁始终未动) ()图9A．磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B．磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C．磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D．磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用10．如图10所示，用两根轻细悬线将质量为m 、长为l 的金属棒ab 悬挂在c 、d 两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a 到b 的电流I 后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( )图10A.mgIl tan θ，竖直向上 B.mgIl tan θ，竖直向下 C.mgIl sin θ，平行悬线向下 D.mgIlsin θ，平行悬线向上 11．水平面上有电阻不计的U 形导轨NMPQ ，它们之间的宽度为L ，M 和P 之间接入电动势为E 的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m 、电阻为R 的金属棒ab ，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图11所示，问：图11(1)当ab 棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？(2)若B 的大小和方向均能改变，则要使ab 棒所受支持力为零，B 的大小至少为多少？此时B 的方向如何？12．如图12所示，在与水平方向夹角为60°的光滑金属导轨间有一电源，在相距1 m 的平行导轨上放一质量为m＝0.3 kg的金属棒ab，通以从b→a、I＝3 A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止．求：图12(1)匀强磁场磁感应强度的大小；(2)ab棒对导轨的压力．(g＝10 m/s2)。
通电导线在磁场中受到的力
南京师范大学 教师教育学院 物理师范 褚珈宁
安培力
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作用力。
F BIL
F 0
B F BIL BIL sin
I
B
I
F BIL BIL cos
2.大小：①.当磁场与导线相互垂直时，安 培力最大，F BIL
NBS I
k
习题： 1.书P94.1
2.如图所示，在同一水平面上的两根导轨相互平行，并处在竖直向上的匀强磁场中，一根质量为 3.6 kg，有效长度为2 m的金属棒放在导轨上．当金属棒中的电流为5 A时，金属棒做匀速直线运动； 当金属棒中的电流增加到8 A时，金属棒的加速度为2 ，求磁场的磁感应强度的大小。
m/ s2
解：棒匀速运动，有： 棒匀加速运动时，有： 联立①、②解得
① BI1l mg
②Hale Waihona Puke =1.2T BI2l mg ma
B ma (I2 I1)l
3.质量为m的金属导体棒置于倾角为 的导轨上，棒与
导轨间的动摩擦因数为 ，当导体棒中通以垂直纸面向
里的电流时，恰能在导轨上静止。图中标出了四种可能
的匀强磁场方向，其中导体棒与导轨间的摩擦力不可能 为零的是（ ）
②.当磁场与导线相互平行时，安 培力最小，F 0
③.当磁场与导线之间有一个夹角 为θ时，安培力大小介于二者之间，F BILsin
3.方向（左手定则）：①.大拇指与四指垂直 五指与掌心在同一个平面内
磁感线垂直穿入掌心
四指方向为电流的方向 大拇指的方向为安培力的方向
思考：
通电导线在磁场中受到的力知识点及经典习题
通电导线在磁场中受到的力知识点及经典习题通电导线在磁场中受到的力1.安培力（1）磁场对电流的作用力叫做安培力。
左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，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。
（2）大小计算：当L∥B时，F=0当L⊥B时，F=BIL（安培力最大）①L是有效长度：弯曲导线的有效长度等于两端点所连直线的长度；相应的电流方向，沿L 由始端流向未端．因为任意形状的闭合线圈，其有效长度L＝0，所以通电后在匀强磁场中，受到的安培力的矢量和一定为零．②公式的适用条件：一般只适用于匀强磁场．若B不是匀强磁场，则L应足够短以至可将L所在处的磁场视为匀强磁场．（3）安培力的方向：方向判定：左手定则。
安培力的方向一定垂直于B和I，即总是垂直于B、I所决定的平面。
（注意：B和I间可以有任意夹角）2.右手螺旋定则（安培定则）与左手定则的区别右手螺旋定则（安培定则）左手定则作用判断电流的磁场方向判断电流在磁场中的受力方向内容具体情况直线电流环形电流或通电螺线管电流在磁场中原因大拇指指向电流的方向四根手指弯曲方向指向电流的环绕方向磁感线穿过手掌心四指指向电流方向结果四根手指弯曲方向表示磁感线的方向大拇指指向轴线上的磁感线方向大拇指指向电流受到的磁场力的方向习题：1．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2．通电矩形线框abcd与长直通电导线MN在同一平面内，如图所示，ab边与MN平行．关于MN的磁场对线框的作用力，下列说法正确的是( )A．线框有两条边所受的安培力方向相同B．线框有两条边所受的安培力大小相等C．线框所受的安培力的合力方向向左D．线框所受的安培力的合力方向向右3．在地球赤道上空，沿东西方向水平放置一根通以由西向东的直线电流，则此导线( )A ．受到竖直向上的安培力B ．受到竖直向下的安培力C ．受到由南向北的安培力D ．受到由西向东的安培力4.关于通电导线在磁场中所受的安培力，下列说法正确的是( )A.安培力的方向就是该处的磁场方向B.安培力的方向一定垂直于磁感线和通电导线所在的平面C.若通电导线所受的安培力为零.则该处的磁感应强度为零D.对给定的通电导线在磁场中某处各种取向中，以导线垂直于磁场时所受的安培力最大5.一段通电的直导线平行于匀强磁场放入磁场中，如图所示导线上电流由左向右流过．当导线以左端点为轴在竖直平面内转过90０的过程中，导线所受的安培力( )A ．大小不变，方向也不变B ．大小由零渐增大，方向随时改变C ．大小由零渐增大，方向不变D ．大小由最大渐减小到零，方向不变6.如图所示，长为L 的导线AB 放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d ，通过的电流为I ，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B ，则AB 所受的磁场力的大小为( )A ．BILB ．BIdcos θC ．BId/sin θD ．BIdsin θ7.如图所示，一个闭合线圈套在条形磁铁靠近N 极的一端，当线圈内通以图示方向的电流I 时，下列说法中正确的是()①线圈圆面将有被拉大的倾向③线圈将向S 极一端平移②线圈圆面将有被压小的倾向④线圈将向N 极一端平移A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④ 8.如图，把一重力不计的通电直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时，从上往下看，导线的运动情况是( )A ．顺时针方向转动，同时下降B ．顺时针方向转动，同时上升C ．逆时针方向转动，同时下降D ．逆时针方向转动，同时上9.两条通电的直导线互相垂直，但两导线相隔一小段距离，其中导线AB 是固定的，另一条CD 能自由转动．通以图示方向的直流电后，CD 导线将( )A ．逆时针方向转动，同时靠近导线ABB ．顺时针方向转动，同时靠近导线ABC ．逆时针方向转动，同时远离导线ABD ．顺时针方向转动，同时远离导线AB10.如图所示，长直导线通电为I 1，通过通以电流I 2环的中心且垂直环平面，当通以图示方向的电流I 1、I 2时，环所受安培力( )A ．沿半径方向向里B ．沿半径方向向外C ．等于零D ．水平向左 E.水平向右 11.如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A ，A 与螺线管垂直，A 导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S 闭合，A 受到通电螺线管磁场的作用力的方向是( )A ．水平向左B ．水平向右C ．竖直向下D ．竖直向上12.把轻质导线圈用细线挂在磁铁N极附近，磁铁的轴线穿过线圈中心，且在线圈平面内。
通电导线在磁场中受到的力
通电导线在磁场中受到的力一、安培力的方向1．安培力：通电导线在磁场中受的力。
2．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。
3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F ⊥B ，F ⊥I ，即F 垂直于B 和I 所决定的平面。
二、安培力的大小1．垂直于磁场B 放置、长为L 的通电导线，当通过的电流为I 时，所受安培力为F ＝ILB 。
2．当磁感应强度B 的方向与导线方向成θ角时，公式F ＝ILB sin_θ。
1．安培力方向的特点(1)当电流方向跟磁场方向垂直时，安培力的方向、磁场方向和电流方向两两相互垂直。
应用左手定则判断时，磁感线从掌心垂直进入，拇指、其余四指和磁感线三者两两垂直。
(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流方向，也垂直于磁场方向。
应用左手定则判断时，拇指与四指、拇指与磁感线均垂直，但磁感线与四指不垂直。
1．(多选)如图所示，F 是磁场对通电直导线的作用力，其中正确的示意图是( )2、在赤道上空，水平放置一根通以由西向东的电流的直导线，则此导线( )A ．受到竖直向上的安培力B ．受到竖直向下的安培力C1．同一通电导线，按不同方式放在同一磁场中，受力情况不同，如图3-4-4所示。
图3-4-4(1)如图甲，通电导线与磁场方向垂直，此时安培力最大，F ＝ILB 。
(2)如图乙，通电导线与磁场方向平行，此时安培力最小，F ＝0。
(3)如图丙，通电导线与磁场方向成θ角，此时可以分解磁感应强度，如图丁所示，于是有安培力大小为F ＝ILB sin θ，这是一般情况下安培力的表达式。
2．对安培力的说明(1)F ＝ILB sin θ适用于匀强磁场中的通电直导线，求弯曲导线在匀强磁场中所受安培力时，L 为有效长度，即导线两端点所连直线的长度，相应的电流方向沿L 由始端流向末端，如图3-4-5所示。
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。
人教版物理九年级下册第1课时 磁场对通电导体的作用(导学案)教案与反思
第4节电动机物以类聚，人以群分。
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《论语·卫灵公》原创不容易，【关注】，不迷路！第1课时磁场对通电导体的作用课题磁场对通电导体的作用课型新授课教学目标知识与技能1.知道磁场对通电导体的作用.2.知道通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关.过程与方法1.通过演示，提高学生分析概括物理规律的能力.2.通过制作模拟电动机的过程，锻炼学生的动手能力.情感、态度与价值观1.使学生通过知识的探索过程形成研究探索的意识和敢于创新的精神.2.在与小组成员一起探索过程中，养成与人共处、协作学习的好习惯.教学重点磁场对电流的作用.教具准备U形磁铁、电源、导线、开关、金属支架、线圈等.教 1.分析概括通电导体在磁场中的教1课时学难点受力方向跟哪两个因素有关.2.理解通电线圈在磁场里为什么会转动.学课时课前预习1.磁场对通电导线的作用：通电导线在磁场中要受到力的作用.2.通电导线在磁场中受力方向：跟电流方向和磁感线方向有关.3.通电线圈在磁场中受力转动：是电能转化为机械能.巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的对应练习（教师可有针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.新课导入我们一起来回忆一下奥斯特电生磁的实验，哪位同学可以叙述一下奥斯特的实验过程及结果？生：丹麦物理学家奥斯特在做实验时偶然发现当导线中有电流通过时，它附近的磁针指向发生了偏转，这个意外的现象引起了奥斯特极大的兴趣，他又继续做了许多实验，终于证实了电流的周围存在着磁场.师：回答得很好.让我们一起回过头来看看奥斯特实验（用多媒体课件展示奥斯特实验的实验装置及结论）.奥斯特是用一根小磁针放在通电导线的旁边发现了小磁针会受到力的作用，而且电流方向改变后，小磁针的转动方向也改变.那么我们反过来想一下，假如通电导线放在磁场中会不会也受到磁场的作用力呢？（板书课题）特别提醒：为便于观察，选择实验装置时，可研究多根通电导线（线圈）在磁场中的受力情况，它比单根通电导线在同样的磁场中受到的力大，效果更明显，偏转角度大.小组问题探讨：通电导线在磁场中受力时的能量转化是怎样的？师：（介绍实验仪器）像刚才那位同学说的，为了使通电导线能自由地摆动，我们给它做了个导轨.（安装好实验装置）导ab放在磁场里，我们开关合上，请同学们认真观察这根线看它会怎么样.（闭开关，演示实验）师：同学们看到了什么现象？生：导线运动了.师怎么运动？生：向左运动.师：那么这个实验说明了什么问题？规律总结：（1）当电流方向与磁场方向平行时，导线方向与磁场方向一致，磁场对导体没有力的作用.（2）磁场对通电导线的作用是“力”而不是“运动”，也就是说，通电导线在磁场中受到磁场力的作用，但是不一定运动.（3）通电线圈在磁场中的转动快慢与磁场强弱和电流大小有关.磁场越强，电流越大，转动得越快；反之，越慢.在探究受力方向与其中一个因素的方向关系时，必须控制其他因素是相同的，即在探究时必须采用控制变量法.教学板书课堂小结这节课我们能获得那么多知识，和同学们善于思考是离不开的.同学们在讨论问题时都很认真，并且还能联系我们以前学过的东西去想问题，也越来越善于由看到的实验现象总结出实验的结论，语言表达更规范.请同学们在课外思考我们刚才提出的问题.教材习题解答动手动脑学物理(P137)1.通电导线在磁场中会受到力的作用，受力的方向跟哪些因素有关？解答：通电导线在磁场中受力的方向跟电流方向和磁场方向有关.难题解答【例】如图是实验室电流表内部结构图，处在磁场中的线圈有电流通过时，线圈会带动指针一起偏转．线圈中的电流越大，指针偏转角度越大，关于该现象，下列说法中正确的是（）A.该装置没有利用安培定则原理B.线圈中有电流通过时，把电能全部转化为内能C.改变线圈中的电流方向，其转动方向不会改变D.线圈中的电流越大，其所受磁场力越大解析：利用图示的装置分析出其工作原理，即通电线圈在磁场中受力转动，线圈的转动可以带动指针的偏转.备课笔记课外拓展：左手定则：把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向N极（叉进点出），四指指向电流所指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向.答案：D布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一课时的内容。
通电导线在磁场中受到的力
通电导线在磁场中受到的力【教材分析】安培力的方向和大小是本节重点，弄清安培力、电流、磁感应强度三者的空间关系是本节难点。
安培力的方向一定与电流、磁感应强度方向度垂直，但电流方向与磁感应强度方向可以任意角度；当电流方向与磁感应强度方向垂直时，安培力最大。
对此学生常常混淆。
另外，空间想象能力对本节的学习至关重要。
要使学生能够看懂立体图，熟悉各种角度的侧视图、俯视图、剖面图，需要一定量的训练巩固。
【教学目标】(一)知识与技能1．知道什么是安培力。
知道通电导线在磁场中所受安培力的方向与电流、磁场方向都垂直时，它的方向的判断——左手定则。
知道左手定则的内容，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．知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大，等于BIL。
3．了解磁电式电流表的内部构造的原理。
(二)过程与方法通过演示、分析、归纳、运用使学生理解安培力的方向和大小的计算。
培养学生的空间想象能力。
(三)情感态度与价值观使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法．并通过对磁电式电流表的内部构造的原理了解，感受物理知识之间的联系。
教学重点难点重点：安培力的方向确定和大小的计算。
难点：左手定则的运用(尤其是当电流和磁场不垂直时，左手定则如何变通使用)。
教学用具磁铁、电源、金属杆、导线、铁架台、滑动变阻器、多媒体。
【设计思想】整节课主要采用布鲁纳倡导的“发现法”，结合实验探究总结磁场对通电导线作用力的规律，把规律的得出过程和方法放在首位，把学生的情感价值体验放在重要位置。
总体教学布局如下表：【教学过程】（一）课前导学让学生回忆在在第二节中通电导线在磁场中受力大小与什么因素有关。
过渡：本节我们将对安培力做进一步的讨论。
（二）新课讲解-----第四节 、磁场对通电导线的作用力安培力：磁场对电流的作用力.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人们为了纪念他。
通电导线在磁场中受到的力
通电导线在磁场中受到的力引言在物理学中，当一个电流通过导线时，导线会在磁场中受到力的作用。
这种现象被称为“洛伦兹力”。
洛伦兹力是由于电流携带的电荷在磁场中受到的作用力。
本文将介绍通电导线在磁场中受到的力的原理和相关公式，并探讨一些与此现象相关的应用。
原理通电导线在磁场中受到的力是通过洛伦兹力定律来描述的。
根据洛伦兹力定律，一个电流为I的导线在磁场中受到的力F可以由以下公式计算得出：F = I * B * L * sin(θ)其中，I是电流的大小，B是磁场的强度，L是导线的长度，θ是导线和磁场之间的角度。
这个公式说明了几个重要的事实。
首先，洛伦兹力与电流的大小成正比。
这意味着，电流越大，导线受到的力也越大。
其次，洛伦兹力与磁场的强度成正比。
磁场强度越大，导线受到的力也越大。
最后，洛伦兹力还与导线的长度以及导线和磁场之间的夹角有关。
如果导线长度越长或者导线与磁场的夹角越大，导线受到的力也会越大。
应用通电导线在磁场中受到的力有一些实际应用。
下面将介绍一些常见的应用场景。
电动机电动机是利用导线在磁场中受到力的原理来工作的设备。
在一个电动机中，一个导体绕着一个磁铁形成的磁场旋转。
当电流通过导体时，导体受到的力会使得它开始旋转。
这样就实现了将电能转换为机械能的过程。
麦克斯韦环路定理麦克斯韦环路定理是电磁学中的一个重要定理，它是基于通电导线在磁场中受到的力原理推导出来的。
麦克斯韦环路定理用于计算磁场的强度，它通过沿一个闭合回路计算导线受到的力的总和来获得。
磁阻计磁阻计也是利用通电导线在磁场中受到的力原理来工作的设备。
磁阻计的原理是通过在一个导线中通过电流，然后测量导线受到的力来确定磁场的强度。
根据洛伦兹力定律，通过测量导线受到的力，我们可以计算出磁场的强度。
结论通电导线在磁场中受到的力是一个重要的物理现象，在许多应用中发挥着重要的作用。
通过洛伦兹力定律，我们可以计算出导线受到的力，并且了解到这个力与电流大小、磁场强度、导线长度和导线与磁场之间夹角的关系。
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思考探究 1:同一个图中可以根据磁感线的疏密判定磁场 的强弱,没有画出磁感线的地方是否表示没有磁场存在? 答案:磁感线是为了形象描述磁场而人为引入的假想曲线 , 实际并不存在.没有画出磁感线的地方并不表示没有磁场 存在. 思考探究 2:在磁场中某点的电流元不受安培力作用时,该 点的磁感应强度是否一定为零? 答案:不一定.F 的大小与 I、L、B 及θ有关,当电流元的方
通电螺线管 的磁场
与条形磁铁的磁场相似 ,管内为 匀强磁场 ,管外为非匀强磁场
立体 图
横截 面图
纵截 面图
(3)匀强磁场 在磁场的某些区域内,磁感线为等间距的平行线,如图所示.
(4)地磁场 ①地磁场的 N 极在地理南极附近,地磁场的 S 极在地理北极附近. ②地磁场 B 的水平分量(Bx)总是从地理南极指向北极,而竖直分量 (By)则南北相反,在南半球竖直向上,在北半球竖直向下.赤道处的 地磁场沿水平方向,指向北.
2.掌握安培定则、左手定则,能确定安培力的大 小和方向
3.会分析通电导线在安培力作用下的运动 4.掌握含有安培力作用的力学问题的解题方法
5.磁通量.(Ⅰ)
基础预习通关 要点探究冲关 随堂自测过关
基础预习通关 自主梳理·思考探究
一、磁场、磁感应强度
1.磁场 (1)基本特性 磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有 磁场力的作用. (2)方向 小磁针的 N 极所受磁场力的方向.
向与磁场方向垂直时产生的安培力最大.当电流元的方向
与磁场方向平行时,虽磁感应强度不为零,但电流元所受安
培力却为零.
要点探究冲关 自我解答·合作探究
要点一 对磁感应强度的理解 问题探究
1.电荷在电场中一定受电场力 ,电流在磁场中一定 受安培力吗? 解答:不一定.当电流与磁感应强度平行时不受安培 力,不平行则受安培力 .
2.磁感应强度 (1)物理意义 描述磁场的强弱和方向. (2)定义式
F
B= (通电导线垂直于磁场).
IL
(3)方向
小磁针静止时 N 极的指向.
3.磁通量 (1)概念 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,与磁场方向垂直 的平面的面积 S 和 B 的乘积. (2)公式 Φ=BS. (3)单位 1 Wb=1 T·m2.
二、磁感线及几种常见的磁场
1.磁感线 在磁场中画出一些曲线,使曲线上每一点的切线方向 都跟这点的磁感应强度的方向一致. 2.几种常见磁铁的磁场 (1)条形磁铁和蹄形磁铁的磁场(如图所示)
(2)几种电流周围的磁场分布
类
直线电流
型
的磁场
特点
无磁极、非匀强且距导线越远处磁 场越弱
安培 定则
环形电流 的磁场 环形电流的两侧是等效小磁针的 N 极和 S 极,且离圆环中心越远 , 磁场越弱
三、安培力的大小和方向
1.大小 (1)F=ILBsin θ(其中θ为 B 与 I 之间的夹角)
(2)磁感应强度 B 的方向与电流 I 的方向垂直时 F=ILB. (3)磁感应强度 B 的方向与电流 I 的方向平行时 F=0.
2.方向 (1)用左手定则判定 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. (2)安培力的方向特点 F⊥B,F⊥I,即 F 垂直于 B 和 I 决定的平面.(注意:B 和 I 可以有任意夹角)
第八章 磁场
第 1 课时 磁场 通电导线在磁
场中受到的力
考纲展示
复习目标
1.磁场、磁感应强度、磁感
线.(Ⅰ) 2.通电直导线和通电线圈
周围磁场的方向.(Ⅰ) 3. 安 培 力 、 安 培 力 的 方
向.(Ⅰ) 4. 匀 强 磁 场 中 的 安 培
力.(Ⅱ)
1.了解各种常见磁场的磁感线分布情况理解磁 感应强度、磁感线、磁通量、地磁场等概念
四、磁电式电流表的工作原理
1.磁场特点
(1)方向
沿径向均匀辐射地分布. (2)大小
在距轴线等距离处的磁感应强度大小相等. 2.安培力的特点 (1)方向
安培力的方向与线圈平面垂直. (2)大小
安培力的大小与通过的电流成正比.
3.表盘刻度特点 由于导线在安培力作用下带动线圈转动,螺旋弹 簧变形,反抗线圈的转动,电流越大,安培力越大, 形变就越大,所以指针偏角与通过线圈的电流 I 成正比,表盘刻度均匀.
2.静电力与电场强度在同一直线上,安培力与磁感 应强度在同一直线上吗? 解答:安培力一定与磁感应强度方向垂直,两者一 定不在同一直线上. 3.两个电流在某处产生的磁场的磁感应强度B1、B2 不在同一直线上,如何求该点的磁感应强度 B? 解答:应用平行四边形定则进行矢量合成求得该 点的磁感应强度 B.
1 T=1 N/(A·m)
由电场决定 ,与检验电荷无关
矢量 电场线的切线方向或放入该点的 正电荷的受力方向
1 V/m=1 N/C
【例 1】 如图,两根相互平行的长直导线过纸面上的 M、N 两点, 且与纸面垂直,导线中通有大小 相等、方向相反的电流.a、O、b 在 M、N 的连线上,O 为 MN 的中 点,c、d 位于 MN 的中垂线上,且 a、 b、c、d 到 O 点的距离均相等.关 于以上几点处的磁场,下列说法中正确的是( ) A.O 点处的磁感应强度为零 B.a、b 两点处的磁感应强度大小相等,方向相反 C.c、d 两点处的磁感应强度大小相等,方向相同 D.a、c 两点处磁感应强度的方向不同
4.磁感应强度 B 与电场强度 E 有何不同? 解答:
的 力 的性 质 的物 理量
电场强度 E 描述电场的力的性质的物理量
定义
F
B= ,通电导线与 B 垂直
式
IL
F
E=
q
大小 决定
方向
单位
由磁场决定 , 与检验电流元 无关 矢量 磁 感 线 切 线 方 向或 小 磁针 北极受力方向
思路引导: 思考 1:如何定性地求两根通电导线分别产生的磁 感应强度? 解答:根据安培定则作出磁感线,磁感线的切线方 向为磁感应强度方向,根据磁感线疏密和对称性判 定磁感应强度大小. 思考 2:如何求出 O、a、b、c、d 五点的合磁感应强 度?怎样定性地判定合磁感应强度的大小? 解答:根据平行四边形定则对磁感应强度进行矢 量合成.根据对称性来定性地判定合磁感应强度的 大小.