磁场对通电导线的作用
根据磁场对通电导线的作用原理制成的
根据磁场对通电导线的作用原理制成的在我们生活的现代世界中，有许多令人惊叹的科技设备和工具，它们的运行原理都离不开物理学中的基本规律。
其中，磁场对通电导线的作用原理是一项至关重要的发现，基于这一原理制造出的各种设备极大地改变了我们的生活。
让我们先来了解一下磁场对通电导线的作用原理到底是什么。
当一根通电的导线置于磁场中时，导线就会受到一个力的作用。
这个力的大小与电流的大小、导线在磁场中的长度、磁场的强度以及电流方向与磁场方向的夹角有关。
具体来说，力的大小可以用公式 F ＝BILsinθ 来计算，其中 F 表示力，B 表示磁场强度，I 表示电流，L 表示导线在磁场中的长度，θ 表示电流方向与磁场方向的夹角。
基于这一原理，首先不得不提的就是电动机。
电动机是将电能转化为机械能的装置，它在我们的日常生活中无处不在，从家里的电风扇、洗衣机，到工厂里的大型机械，都离不开电动机的身影。
在电动机中，通常有一个定子和一个转子。
定子是固定不动的部分，上面绕有线圈，通电后会产生磁场。
转子则是可以转动的部分，上面也绕有线圈，当通以电流时，在定子磁场的作用下，转子就会受到力的作用而旋转起来。
为了让电动机能够更高效、更稳定地运行，工程师们在设计和制造过程中需要考虑很多因素。
比如，如何优化定子和转子的结构，以提高磁场的强度和均匀性；如何选择合适的材料，以减小电阻和提高导电性；如何控制电流的大小和方向，以实现精确的调速和转向控制等等。
除了电动机，磁悬浮列车也是利用磁场对通电导线的作用原理实现运行的一个典型例子。
传统的列车是依靠车轮与轨道之间的摩擦力来推动前进的，而磁悬浮列车则是利用磁力使列车悬浮在轨道上方，并通过磁场对通电导线的作用来推动列车前进。
在磁悬浮列车的系统中，轨道上布置有一系列的电磁铁，列车底部也安装有相应的电磁铁。
通过控制电流的大小和方向，可以调节电磁铁之间的吸引力和排斥力，从而实现列车的悬浮和推进。
这种运行方式不仅大大减少了列车与轨道之间的摩擦阻力，提高了运行速度，而且还降低了噪音和振动，提高了乘坐的舒适性。
磁场对通电导线的作用力
1.1 磁场对通电导线的作用力一、安培力的方向1．安培力：通电导线在 中受的力．2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指 ，并且都与 在同一个平面内；让磁感线从 垂直进入，并使四指指向 的方向，这时 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： ， ，即F 垂直于B 与I 所决定的平面．二、安培力的大小1．垂直于磁场B 的方向放置的长为l 的通电导线，当通过的电流为I 时，所受安培力为F ＝ . 2．当磁感应强度B 的方向与电流方向成θ角时，公式F ＝ . 三、磁电式电流表1．原理：安培力与电流的关系．通电线圈在磁场中受到 而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越 ．根据 的偏转方向，可以知道被测电流的方向． 2．构造：磁体、线圈、螺旋弹簧、指针、极靴．3．特点：极靴与铁质圆柱间的磁场沿 方向，线圈无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线 ，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小 ．4．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流．缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱．【参考答案】磁场 垂直 掌心 电流 拇指 F ⊥B F ⊥I IlB IlB sin θ 指针 半径 平行 相等考点一：两根通电导线之间的作用力方向【例1】在正三角形ABC 的三个顶点A 、B 、C 处，各固定有一根垂直于三角形的长直导线，每根导线通有大小相同的恒定电流，电流方向如图所示，已知导线A 受到的安培力大小为F ，则导线C 受到的安培力（ ）基础知识梳理典型例题分析A ．大小为F ，方向平行AB 向左下 B ．大小为F ，方向平行AB 向右上C ，方向垂直AB 向右下D ，方向垂直AB 向左上 【答案】C【解析】设两长直导线间的相互作用力大小为F 1，反向电流相互排斥，同向电流相互吸引，对长直导线A 研究，根据力的合成可得12cos60F F ︒=解得1F F =对长直导线C 研究，根据力的合成可得，C 受到的安培力为C 12cos30F F =︒=方向垂直AB 向右下。
磁场对通电导线的作用力
F=ILB sinθ
对公式的理解
F＝BIL
★只适用匀强磁场
★不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关
★L是有效长度，不一定是导线实际长度
【例3】如果与磁感线垂直的平面内的通电导线为一等 边直角三角形的两条直角边，此时电流受到的安培力 怎样求？大小多少？方向怎样？两力的合力大小方向 怎样？如果电流沿ab边从a到b，ab边受安培力多大？
B
I
D
A
结论：两通电导线有达到电流方向相同，并靠
近的趋势
M
通电矩形导线框 abcd 与无限长通电 直导线 MN 在同一平面内，电流方向 I1 如图所示， ab 边与 NM 平行。判断线 框将如何运动
a I2
d
M a b
B
c
d
N
I1
I2
b N
c
正确答案：B、C
应用二--安培力作用下物体的平衡问题：
2 、如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正 中央的上方固定一根直导线MN，导线与磁场垂直， 给导线通以由N向M的电流，则( ) A. 磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用 B. 磁铁对桌面的压力减小，受桌面的摩擦力作用 C. 磁铁对桌面的压力增大，受桌面的摩擦力作用 D. 磁铁对桌面的压力增大，不受桌面摩擦力作用
A
例：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 _________.
B
N
×
θ mg
F
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，
《磁场对通电导线的作用力》教案6
《磁场对通电导线的作用力》教案6教案6：《磁场对通电导线的作用力》教学内容：本节课的教学内容来自于高中物理教材第四章第三节“磁场对通电导线的作用力”。
本节主要讲述磁场对通电导线的作用力，包括安培力的产生条件、大小计算以及方向判断。
具体内容包括：1. 安培力的产生条件：通电导线与磁场方向不平行时，导线会受到磁场的作用力。
2. 安培力的大小计算：安培力的大小与电流强度、磁场强度、导线长度以及导线与磁场方向的夹角有关，公式为 F = BILsinθ。
3. 安培力的方向判断：安培力的方向由右手定则判断，即右手的四指握住导线，大拇指指向电流方向，其他四指所指的方向为磁场方向，安培力的方向为大拇指所指的方向。
教学目标：1. 学生能理解磁场对通电导线的作用力，知道安培力的产生条件、大小计算和方向判断。
2. 学生能运用安培力公式解决实际问题，提高学生的应用能力。
3. 学生通过实验观察安培力的现象，培养学生的观察能力和实验操作能力。
教学难点与重点：1. 安培力的产生条件。
2. 安培力的大小计算和方向判断。
教具与学具准备：1. 教具：黑板、粉笔、实验器材（通电导线、磁铁、电流表、电压表、滑动变阻器等）。
2. 学具：笔记本、笔、实验报告表格等。
教学过程：一、导入：通过一个简单的实验，让学生观察磁铁对通电导线的作用力，引发学生对磁场对通电导线作用力的兴趣。
二、新课讲解：1. 讲解安培力的产生条件，通过示例和图示让学生清晰理解。
2. 讲解安培力的大小计算公式，并通过例题演示如何运用公式解决实际问题。
3. 讲解安培力的方向判断，通过右手定则让学生快速准确判断安培力的方向。
三、随堂练习：给出一些实际问题，让学生运用安培力公式进行计算，巩固所学知识。
四、实验操作：让学生分组进行实验，观察安培力的现象，培养学生的观察能力和实验操作能力。
板书设计：1. 安培力的产生条件：通电导线与磁场方向不平行。
2. 安培力的大小计算：F = BILsinθ。
磁场对通电导线的作用
磁场对通电导线的作用首先，让我们来详细了解磁场对通电导线产生力的作用。
当一个导线通过一个磁场时，磁场会对导线中的电荷施加力。
这是由于电荷在磁场中运动时受到洛伦兹力的作用。
洛伦兹力的大小与电荷的大小、电流的大小和磁场的大小相关。
根据右手法则，当电荷的运动方向与磁场的方向垂直时，力的方向与电流的方向垂直。
这就是著名的洛伦兹力。
洛伦兹力的应用非常广泛。
其中一个典型的应用是电动机。
在电动机中，通电导线被放置在一个强磁场中，当电流通过导线时，洛伦兹力会使得导线开始转动。
这样，电能可以被转化为机械能，实现物体的运动。
同样，电子在电视和计算机显示器中的运动也是通过洛伦兹力实现的。
另一个重要的作用是磁场对导线产生电磁感应现象。
当一个导体相对于磁场运动时，导体中会产生感应电流。
这就是著名的法拉第电磁感应定律的内容。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于导体的运动速度、导体和磁场的相对速度以及磁场的强度。
磁场对导线产生电磁感应现象的应用也非常广泛。
一个典型的应用是发电机。
在发电机中，一个导线被放置在一个强磁场中，并通过机械力转动。
当导线旋转时，感应电动势被感应出来，并使得电子在导线中流动，这样电能就被转换为机械能。
在实际应用中，磁场对通电导线的作用是不可忽视的。
例如，MRI（磁共振成像）是一种医学影像技术，它可以通过产生磁场并让身体中的水分子排列起来，然后通过感应电流的方式获取图像。
这种技术非常有用，可以准确地观察人体内部的问题。
在电磁学中，磁场对通电导线的作用是不可或缺的。
它不仅可以产生力，还可以产生电磁感应现象。
通过使用磁场对导线产生的力和电磁感应现象，我们可以实现电能转换为机械能，或者利用感应电动势从机械能转换为电能。
这种技术在能源转换、电力传输和医学影像等领域具有广泛的应用。
通过进一步研究和改进磁场对通电导线的作用，我们可以开发更多创新的应用，为人类的进步和发展做出贡献。
磁场对通电导线的作用
科学足迹 安培的平行导线实验
总结
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,将会吸引; 电流方向相反时,将会排斥.
课堂小结
一、安培力 1．概念：通电导体在磁场中受到的力称为
安碚力F 2．大小：F=BIL 3．方向：左手定则确定.F⊥B,F ⊥ I,F垂直I、
B所在平面. 二、磁感应强度
向 C．磁感线总是从磁铁的北极出发,到南极
终止 D．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列出的
曲线,没有细铁屑的地方就没有磁感线
练习5
磁场中某点的磁感应强度的方向〔 CD
A．放在该点的通电直导线所受的磁场力的方向 B．放在该点的正检验电荷所受的磁场力的方向 C．放在该点的小磁针静止时N极所指的方向 D．通过该点磁感线的切线方向
通电线圈会转动起来
通电线圈在磁
场中如何运动？
在磁场中,通电线
圈受到安培力的作用,
发生扭转,如果给线圈
通以方向合适的电流,
就可以使线圈转动起
来.我们使用的电动机
通电线圈在磁场中受
就是利用安培力来工 作的.现在,电动机广泛
到安培力会扭转，电 应用在工厂、办公室、
动机就是根据这个原 家庭里.
理设计的。
四．电动机
〔3通电螺线管：右手握住螺线管,让弯曲 的四指所指的方向跟电流的方向一致,拇指所指 的方向就是螺线管内部的磁感线的方向.
直导线
环形导线
通电螺线管
前言 ： 既然通电导线能产生磁场,它
本身也相当于一个磁体,那么通电 导线是否也受到磁场力的作用呢？
今天,就让我们共同去探究通 电导线在磁场中的受力情况！
1．公式： 2．物理意义：反映了磁场的强弱 3．单位：特斯拉,简称特,国际符号是T 4．方向：与该处磁场方向同 三、电动机
磁场对通电导线的作用力.课件
磁场对通电导线运动的控制
磁场强度
磁场强度越大，洛伦兹力越大，对通电导线的运 动控制越明显。
电流大小
电流越大，通电导线所受的洛伦兹力越大，运动 状态更容易受到影响。
导线材料
不同材料的导线具有不同的电阻和磁导率，会影 响洛伦兹力的大小和作用效果。
磁场对通电导线运动的实例分析
电磁炮
利用强磁场对通电导线的加速作用， 可以将导线发射出去，具有很高的速 度和动能。
PART 03
磁场对通电导线的运动影 响
通电导线在磁场中的运动规律
洛伦兹力
当通电导线处于磁场中，会受到 洛伦兹力的作用，该力与电流方
向和磁场方向有关。
运动轨迹
通电导线在磁场中的运动轨迹取 决于洛伦兹力的方向和大小，通
常会形成曲线运动。
速度与加速度
通电导线的速度和加速度也受到 洛伦兹力的影响，可以发生改变
KEEP VIEW
REPORTING
判断电流和磁场方向关系，进而确定 力矩方向的规则。
力矩计算公式
M = F × d，其中F为安培力，d为通 电导线到转动轴的距离。
力矩在通电导线运动中的应用
直流电机
利用磁场对通电导线的力矩实现 转动，进而驱动机器运转。
电磁炮
利用磁场对通电导线的力矩加速弹 丸，实现高速发射。
磁力摆
利用磁场对通电导线的力矩实现物 体的平衡或摆动。
磁力线
磁场在电磁铁中产生磁力线，使铁磁物质受到吸引或排斥。
磁性材料
磁场在电磁铁中起到对磁性材料的磁化作用，使磁性材料具有磁性。
磁场在磁悬浮列车中的应用
悬浮
通过改变磁场的极性和强度，使列车 悬浮在空中。
导向
通过改变磁场的极性和强度，使列车 沿着特定的轨道前进。
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：