吉林省长春五中高中物理 第三章 第4节《通电导线在磁场中受到的力》课件(选修3-1)
求为使杆 ab 静止不动，通过 ab 杆的电流范围为多少？(杆 ab 中电 流方向为 a 到 b，g 取 10 m/s2)
[审题指导]
审题时特别注意以下两点：
(1)静摩擦力的方向有两种可能。 (2)临界状态点对应的是最大静摩擦力。
[解析] 如图甲、 乙所示是电流最大和 最小两种情况下杆 ab 的受力分析图，根据 甲图列式如下： F1－mgsinθ－Ff1＝0， FN－mgcosθ＝0， Ff1＝μFN，F1＝BImaxd， 解上述方程得：Imax＝0.46 A。
不同情况下的安培力的大小。 (1)当磁场方向与电流方向垂直时，F＝ILB； (2)当磁场方向与电流方向平行时，F＝0； (3)当磁场方向与电流方向成任意夹角时，0≤F≤ILB； (4)当磁场方向与电流方向成 θ 角时，F＝BILsin θ。
如图 3－4－10 所示，导线 abc 为垂直折线，其中电流为 I， ab＝bc＝L，导线所在的平面与匀强磁场垂直，匀强磁场的磁感 应强度为 B，求导线 abc 所受安培力的大小和方向。
ILB 。
(2)当磁感应强度 B 的方向与 导线 方向成 θ 角时，公式 F＝
ILBsinθ 。
[重点诠释] (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。 (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 3－4－3 所示)； 相应的电流沿 L 由始 端流向末端。
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。线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针 的偏转方向也随着改变。所以，根据指针的偏转方向，可以知道被 测电流的方向。
5.优缺点 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。如果希望它测量较大的电流值，就要根 据上一章的方法扩大其量程。
答案： C
在实际判定过程中，往往采用以下几种方法：
电流元 法 把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段 电流元受力的方向，然后判断整段导线所受合力的方 向，从而确定导线运动方向 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条 形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立
等效法
特殊位 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然后判断 置法 其所受安培力的方向，从而确定其运动方向 两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，同向电
图 3－4－10
解析：ab 段所受的安培力大小 Fab＝ILB，方向向右，bc 段 所受的安培力大小 Fbc＝ILB，方向向上，所以该导线所受安培力 为这二力的合力，F＝ 2ILB，方向沿∠abc 的平分线斜向上。
答案： 2ILB 方向沿∠abc 的平分线斜向上
[例 2]
用两根细线把两个完全相同的圆形导
答案： 3×10－3
下
1.原理 安培力与电流的关系。 2.构造 磁铁、线圈、螺旋弹簧、指针、软铁、极靴。如图 3 －4－6 所示。 3.特点 图 3－4－6
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，使线圈平面都与磁场方向平行，从而使表盘刻度均匀。
4.工作原理 如图 3－4－7 所示是线圈在磁场中受力的 示意图。当电流通过线圈时，导线受到安培力 的作用，由左手定则知，线圈左右两边所受的 安培力的方向相反， 于是架在轴上的线圈就要 转动，通过转轴收紧螺旋弹簧使其变形，反抗 线圈的转动，电流越大，安培力就越大，螺旋 图 3－4－7
－
2
×10×0.1×sin30° ＝ N
3×10－2×10×0.1×0.5 N＝1.5×10－2 N，它作用在导线上，方向 垂直于纸面向外。 (2)F＝BILsinθ＝3×10－2×10×0.1×sin90° N＝3×10－2 N， 力的方向与导线垂直，且与原 OA 方向成 120° 角指向纸外。
[答案] 见解析
(2)如果在 AB 的竖直面上，OA 从图中位置以 O 点为转动轴， 由纸面向外转 30° 角时，情况又如何？
[思路点拨]
解答本题可按以下思路分析：
(1)用左手定则判断安培力方向。 (2)用安培力公式 F＝ILBsin θ 求解。 (3)明确问题中 B 与 I 的夹角 θ。
[解析]
(1)F ＝ BILsinθ ＝ 3×10
[自学教材] 1.安培力 通电导线在 磁场 中受到的力称 为安培力。 2.决定安培力方向的因素 磁场方向和 电流 方向。 图3－4－1
3.左手定则
如图3－4－1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.关于电流表以下说法错误的是
(
)
A.指针稳定后，游丝形变产生的阻碍效果与线圈受到的安培 力的转动效果方向是相反的 B.通电线圈中的电流越大，电流表指针偏转角度也越大 C.在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场 D.在线圈转动的范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有 关，而与所处位置无关
解析：游丝形变产生的阻力力矩与安培力引起的动力力矩平 衡时，线圈停止转动，故从转动角度来看二者方向相反。电 流表内磁场是均匀辐射磁场，在线圈转动的范围内，不管线 圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行，线圈所在各处 的磁场大小相等方向不同，所以安培力与电流大小有关而与 所处位置无关，电流越大，安培力越大，指针转过的角度越 大，正确的选项为 A、B、D，C 错。
(4)安培定则和左手定则的区别： ①安培定则确定的是电流方向和由电流产生的磁场方向之间 的关系。 ②左手定则确定的是磁场方向、电流方向和电流所受磁场的 作用力(安培力)的方向之间的关系。
[特别提醒] (1)安培力总是垂直于磁场方向和电流方向所决定的平面， 但 磁场方向和电流方向不一定垂直。 (2)若已知 B、I 方向，F 方向唯一确定，但若已知 B(或 I)、 F 方向，I(或 B)方向不唯一。 (3)判断电流的磁场方向用安培定则， 确定通电导体在磁场中 的受力方向用左手定则。
解析：先用安培定则判断出 AB 导线右侧的磁场向里，因此， 环形电流内侧受力向下、外侧受力向上，从左向右看应逆时 针方向转动，当转到与 AB 共面时，AB 与环左侧吸引，与环 右侧排斥，由于左侧离 AB 较近，则引力大于斥力，所以环 靠近导线 AB，故选项 C 正确。
答案： C
[例 1] 如图 3－4－9 所示，长度为 10 cm 的一段直导线 AB，与磁场方向垂直地放置在磁 感应强度 B＝3×10－2 T 的匀强磁场中。今在导 线中通以 10 A 的电流，方向自 B 向 A，导线以 固定点 O 为转动轴(设 OA＝3OB)，由图中位置 按顺时针方向转过 60° 角时，求： (1)导线受到的磁场力的大小和方向； 图 3－4－9
[重点诠释] 1.通电平行直线电流间的作用情况 (1)两平行电流间同向电流相互吸引，异向电流相互排斥。 (2)两非平行直线电流有转到互相平行且电流方向相同的 趋势。 2.对安培力方向的理解 (1)安培力方向的特点： F⊥B，F⊥I，即 F 垂直于 B、I 决定的平面。
(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直电 流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方 向，只是磁感线不再垂直穿过手心。 (3)注意区别安培力的方向和电场力的方向与场的方向的关 系：安培力的方向总是与磁场的方向垂直，而电场力的方向与电 场的方向平行。
线环悬挂起来，让二者等高平行放置，如图 3－4－ 11 所示，当两导线环中通入方向相同的电流 I1、I2 时，则有 A.两导线环相互吸引 B.两导线环相互排斥 C.两导线环无相互作用力 D.两导线环先吸引后排斥 图 3－4－11 ( )
[思路点拨] 解答本题可按以下思路分析：
[解析] 通电的导线环周围能够产生磁场， 磁场的基本性质 是对放入其中的磁体或电流产生力的作用。由于导线环中通入 的电流方向相同，二者同位置处的电流方向完全相同，相当于 通入同向电流的直导线，据同向电流相互吸引的规律，判知两 导线环应相互吸引，故 A 正确。
根据乙图列式如下： F2＋Ff2－mgsinθ＝0，FN－mgcosθ＝0， Ff2＝μFN，F2＝BImind。 解上述方程得：Imin＝0.14 A。 因此电流范围是 0.14～0.46 A。
[答案]
0.14～0.46 A
本例题中当杆静止不动且恰好不受摩擦力时，通过杆的电 流为多少？
解析：当杆所受摩擦力为零时，由受力平衡条件得： BId＝mgsinθ mgsinθ 则 I＝ Bd ＝0.3 A。
[答案] A
[例 3] 质量为 m＝0.02 kg 的通电细杆 ab 置于倾角为 θ＝37° 的平行放置的导轨上， 导轨的宽度 d＝0.2 m，杆 ab 与导轨间的动 摩擦因数 μ＝0.4，磁感应强度 B＝2 T 的匀 强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图 3 －4－12 所示。现调节滑动变阻器的触头， 图 3－4－12
4.直导线 AB 与圆线圈的平面垂直且隔有一小段 距离，直导线固定，线圈可以自由运动。当通 过如图 3－4－8 所示的电流时(同时通电)，从 左向右看，线圈将 A.顺时针转动，同时靠近直导线 AB B.顺时针转动，同时离开直导线 AB C.逆时针转动，同时靠近直导线 AB D.不动 ( ) 图 3－4－8
结论法 流互相吸引，反向电流互相排斥；两不平行的直线电流相
互作用时有转到平行且电流方向相同的趋势 转换研 究对象 法 定性分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题，可先分
析电流在磁体磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，
确定磁体所受电流磁场的反作用力，从而确定磁体所受合 力及运动方向
[特别提醒] (1)判断通电线圈等在磁场中的转动情况，要寻找具有对称关系 的电流元。 (2)利用特殊位置法要注意所选的通电导体所在特殊位置的磁 场方向。
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人教版高中物理选修3-1第三章3.4通电导线在磁场中受到的力课件(共10张PPT)
6
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时，F = ILB
2.当电流与磁场方向夹θ角时，F = ILBsinθ
7
B1
B2
F = sinθ
8
【例题3】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，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则 电阻R应为多少？(其他电阻不计)
10
【答案】由左手定则作答。
F
F
×F
F
【总结1】安培力的方向永远与导线垂直，但磁场和导线
不一定垂直。
4
【例题2】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。
【总结2】安培力的方向永远与导线垂直。
5
规律总结1： 安培力总是垂直于磁感线和通电导线所在 的平面，即F⊥B，F ⊥ I,但B与I不一定垂 直（与电场力和场强方向有区别）。 平行通电导线之间的相互作用 规律总结2：同向电流相互吸引，异向电流 相互排斥。
【答案】R=0.2Ω
9
三. 磁电式电表
极靴与圆柱体间 磁场都沿半径方 向，线圈无论转 到什么位置，它 的平面都跟磁感 线平行
1、电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大， 所以性格线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。
2、线圈中的电流方向改变时，安培力的方向也随着改变， 指针的方向也随着改变，所以根据指针的偏转方向，可以知 道被测电流的方向。
第三章 磁场
3.4磁场对通电导线 的作用力
物理 选修3-11
温故知新
1、电流元在物理学中，把很短一段通电导
线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时，F = ILB
2.当电流与磁场方向夹θ角时，F = ILBsinθ
7
B1
B2
F = sinθ
8
【例题3】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，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则 电阻R应为多少？(其他电阻不计)
10
【答案】由左手定则作答。
F
F
×F
F
【总结1】安培力的方向永远与导线垂直，但磁场和导线
不一定垂直。
4
【例题2】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。
【总结2】安培力的方向永远与导线垂直。
5
规律总结1： 安培力总是垂直于磁感线和通电导线所在 的平面，即F⊥B，F ⊥ I,但B与I不一定垂 直（与电场力和场强方向有区别）。 平行通电导线之间的相互作用 规律总结2：同向电流相互吸引，异向电流 相互排斥。
【答案】R=0.2Ω
9
三. 磁电式电表
极靴与圆柱体间 磁场都沿半径方 向，线圈无论转 到什么位置，它 的平面都跟磁感 线平行
1、电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大， 所以性格线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小。
2、线圈中的电流方向改变时，安培力的方向也随着改变， 指针的方向也随着改变，所以根据指针的偏转方向，可以知 道被测电流的方向。
第三章 磁场
3.4磁场对通电导线 的作用力
物理 选修3-11
温故知新
1、电流元在物理学中，把很短一段通电导
线中的电流I与导线长度L的乘积IL叫做电流
高中物理选修3-1课件 第三章 第4节 通电导线在磁场中受到的力
断出导线受到的安培力的方向是竖直向上
的，选项A正确。 答案：A
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结束
3．[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
()
解析：由左手定则可判断，选项B中安培力的方向向 左，选项C中安培力的方向向下；选项A、D中安培力 的方向如题图所示，选项A、D是正确的。 答案：AD
一定是零。
(√)
(6)若磁场一定，导线的长度和电流也一定的情况下，导线平行于
磁场时，安培力最大，垂直于磁场时，安培力最小。 (×)
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(1)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 直导线相互吸引，什么情况下两条直导线相 互排斥？ 提示：每一条通电直导线均处在另一直导线电流产生的磁场 中，根据安培定则可判断出直线电流产生的磁场的方向，再 根据左手定则可判断出每一条通电直导线所受的安培力，由 此可知，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。
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(2)在磁场越强的地方通电导体受到的安培力一定越大吗？ 提示：不一定，通电导体受安培力的大小与B、I、L 及θ有关，当θ＝0°(B∥I)时，无论B如何总有F＝0。
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知识点一 利用左手定则判断安培力的方向 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。
高中物理 第3章 磁场 第4节 通电导线在磁场中受到的力课件1高二选修31物理课件
12/9/2021
第四页，共二十八页。
4．电流间的作用 (1)直线电流之间：同向相吸，反向相斥． (2)环形电流之间：电流绕向相同，相互吸引；反之相互排 斥．
12/9/2021
第五页，共二十八页。
5．安培定则与左手定则的区别 安培定则(右手螺旋定则)
应用
判断电流的磁场方向
具体 情况
直线电流
环形电流或通 电螺线管
12/9/2021
第十六页，共二十八页。
(1)当电阻 R 取值为多少时，释放细杆后杆 ab 保持静止不动； (2)当 R＝1 Ω 时，释放细杆瞬间杆 ab 的加速度是多大？
12/9/2021
第十七页，共二十八页。
解析：(1)ab 棒中的电流为 I＝R＋E r. 根据共点力平衡可知 mgsin θ＝BIL. 联立解得 R＝2 Ω. (2)ab 棒中的电流为 I＝R＋E r＝7.5 A． 根据牛顿第二定律得，BIL－mgsin θ＝ma. 联立解得 a＝2.5 m/s2. 答案：(1)2 Ω (2)2.5 m/s2
12/9/2021
第二十页，共二十八页。
2．判断导体在磁场中运动情况的常规思路 不管是电流还是磁体，对通电导体的作用都是通过磁场来实 现的，因此，此类问题可按下面步骤进行分析： (1)确定导体所在位置的磁场分布情况． (2)结合左手定则判断导体所受安培力的方向． (3)由导体的受力情况判定导体的运动方向．
12/9/2021
第二十一页，共二十八页。
1．(多选)关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐 向分布的磁场，下列说法错误的是( )
A．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同 B．该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等 C．使线圈平面始终与磁感线平行 D．该磁场中距轴线等距离处的磁感应强度大小都相等
第四页，共二十八页。
4．电流间的作用 (1)直线电流之间：同向相吸，反向相斥． (2)环形电流之间：电流绕向相同，相互吸引；反之相互排 斥．
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5．安培定则与左手定则的区别 安培定则(右手螺旋定则)
应用
判断电流的磁场方向
具体 情况
直线电流
环形电流或通 电螺线管
12/9/2021
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(1)当电阻 R 取值为多少时，释放细杆后杆 ab 保持静止不动； (2)当 R＝1 Ω 时，释放细杆瞬间杆 ab 的加速度是多大？
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解析：(1)ab 棒中的电流为 I＝R＋E r. 根据共点力平衡可知 mgsin θ＝BIL. 联立解得 R＝2 Ω. (2)ab 棒中的电流为 I＝R＋E r＝7.5 A． 根据牛顿第二定律得，BIL－mgsin θ＝ma. 联立解得 a＝2.5 m/s2. 答案：(1)2 Ω (2)2.5 m/s2
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2．判断导体在磁场中运动情况的常规思路 不管是电流还是磁体，对通电导体的作用都是通过磁场来实 现的，因此，此类问题可按下面步骤进行分析： (1)确定导体所在位置的磁场分布情况． (2)结合左手定则判断导体所受安培力的方向． (3)由导体的受力情况判定导体的运动方向．
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1．(多选)关于磁电式电流表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐 向分布的磁场，下列说法错误的是( )
A．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同 B．该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等 C．使线圈平面始终与磁感线平行 D．该磁场中距轴线等距离处的磁感应强度大小都相等
3.4 通电导线在磁场中受到的力—人教版高中物理选修3-1课件(共19张PPT)
在下图中，标出了磁场的方向、通
电直导线中电流I的方向，以及通电直 导线所受安培力F的方向，其中正确的 是 ( C)
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
B 流后，cd导线将（ ）
A.顺时针方向转动，同时靠近ab
a
B.逆时针方向转动，同时离开ab c
d
【问题2】
为什么会出现这样的情况 呢？ 作图分析电流的方向相同时 导线的受力情况.
【引入】
研究完安培力的方向，接下来 我们来研究安培力的大小. 通过本章第2节课的学习，我们已 经知道，垂直于磁场B放置的通电导线L，
所通电流为I时，它在磁场中受到的安培 力F＝ILB.
【问题1】当磁感应强度B的方向 与导线平行时，导线所受安培力多 大？
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重点：安培力的方向和大小的 计算，左手定则.
难点：安培力、电流、磁感 应强度三者方向的空间关系.
【问题1】安培力的方向与哪些因素有 关？
【演示1】按照教材第81页图3.1-3所示进行 实验.
1.上下交换磁极的位置以改变磁场的方向， 观察受力方向是否改变.
2.改变导线中电流的方向，观察受力方向是 否改变.
C.顺时针方向转动，同时离开ab
b
பைடு நூலகம்
D.逆时针方向转动，同时靠近ab
关于磁场对通电直导线的作用力,下列说法正确的是
( A)
A.通电直导线在磁场中一定受到安培力的作用
B.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟磁场 方向垂直
C.通电直导线在磁场中所受安培力的方向一定跟电流 方向垂直
高中物理 第3章 第4节 通电导线在磁场中受到的力课件
背诵——相关名言警句 1．捐躯赴国难，视死忽如归。
——曹植 2．以身许国，何事不敢为？
——岳飞 3．我爱我的祖国，爱我的人民，离开了它，离开了他们，我就无法生存， 更无法写作。
——巴金
4．我荣幸地以中华民族一员的资格，而成为世界公民。我是中国人民的儿 子。我深情地爱着我的祖国和人民。
——邓小平
[知识·梳理]
保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ.则磁感应强度方向和大小可
栏 目
链
能为( )
接
A．z正向，mILgtan θ B．y正向，mILg
C．z负向，mILgtan θ D．沿悬线向上，mILgsin θ
【审题指导】(1)先对导体棒受力分析，画出示意图，特别标记
为了保持平衡安培力的可能方向．
(2)根据左手定则确定安培力的方向，由F、B、I的方向关系就
►尝试应用 1．如下图所示的通电导线在磁场中受力分析正确的是(C)
栏 目 链 接
解析：注意安培定则与左手定则的区分，通电导体在磁场中的 受力用左手定则．
知识点二 安培力的大小
1．垂直于匀强磁场放置，长为L的直导线，通过的电流为I 时，它所受的安培力F＝BIL，为最大值．
2．当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F＝BILsin θ. 3．当磁感应强度B的方向与导线方向平行时，安培力等于零．
恰好等于安培力，则导线能平衡，即BIL＝mg，此时B＝mILg，
所以B正确；磁感应强度方向为z负方向，根据左手定则，直导
线所受安培力方向沿y正方向，若导体棒受力平衡，则根据平衡条件
BIL＝mgtan θ，所以B＝mgtIaLn θ，所以C正确；磁感应强度方向
沿悬线向上，根据左手定则，直导线所受安培力方向如图，则直导
人教版高二物理选修3-1第三章 3.4通电导线在磁场中受到的力(14张PPT)
大静摩擦力为fm=0.6N，磁场方向垂直轨道所在平面，
B=0.8T。金属杆ab的电阻为0.2Ω，导轨电阻不计。欲
使杆的轨道上保持静止，滑动变阻器的电阻的取值范围 多大？（g取10m/s2）
2.5欧到11.5欧
三、安培力作用下物体运动方向的判断方法
方法一、电流元分析法
SN
根据中心对称性：线圈所受安培力的 合力水平向左故线圈向磁铁运动。
斜面上。
(1)若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B为多大？
(2)若要求磁感应强度最小，求磁感应强度的大小
和方向。
变式2.如图所示，在倾角为30°的斜面上，放置两条宽
L=0.5m的平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在 导轨上，在导轨上横放一根质量m=0.2kg的金属杆ab， 电源电动势E=12V，内阻r=0.3Ω，金属杆与导轨间最
B.彼此相向运动，且具有大小相等的加速度
C.彼此相向运动，电流大的加速度大
D.彼此背向运动，电流大的加速度大
2、 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
D 流后，cd导线将（
）
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
3.一条形磁体静止在斜面上，固定在磁体中心的
竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定
电流，如图所示。若将磁体的N极位置与S极位置
对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁体对斜
C 面的压力FN和摩擦力Ff的变化情况分别是
（
）
A．FN增大，Ff减小 B．FN减小，Ff增大 C．FN与Ff都增大 D．FN与Ff都减小
B=0.8T。金属杆ab的电阻为0.2Ω，导轨电阻不计。欲
使杆的轨道上保持静止，滑动变阻器的电阻的取值范围 多大？（g取10m/s2）
2.5欧到11.5欧
三、安培力作用下物体运动方向的判断方法
方法一、电流元分析法
SN
根据中心对称性：线圈所受安培力的 合力水平向左故线圈向磁铁运动。
斜面上。
(1)若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B为多大？
(2)若要求磁感应强度最小，求磁感应强度的大小
和方向。
变式2.如图所示，在倾角为30°的斜面上，放置两条宽
L=0.5m的平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接在 导轨上，在导轨上横放一根质量m=0.2kg的金属杆ab， 电源电动势E=12V，内阻r=0.3Ω，金属杆与导轨间最
B.彼此相向运动，且具有大小相等的加速度
C.彼此相向运动，电流大的加速度大
D.彼此背向运动，电流大的加速度大
2、 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
D 流后，cd导线将（
）
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
3.一条形磁体静止在斜面上，固定在磁体中心的
竖直上方的水平导线中通有垂直纸面向里的恒定
电流，如图所示。若将磁体的N极位置与S极位置
对调后，仍放在斜面上原来的位置，则磁体对斜
C 面的压力FN和摩擦力Ff的变化情况分别是
（
）
A．FN增大，Ff减小 B．FN减小，Ff增大 C．FN与Ff都增大 D．FN与Ff都减小
高中物理--第4节-通电导线在磁场中受到的力-选修31-(5)省公开课获奖课件市赛课比赛一等奖课件
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(2)场源电荷：被检验的电场是电荷 Q 所激发的，电荷 Q 称为 场源电荷，或源电荷．
(3)对试探电荷的两点理解： ①试探电荷的电荷量和尺寸必须充分小，放入试探电荷后不引起 原电场的明显变化． ②试探电荷有电荷量，但忽略它产生的电场．
2．电场强度与电场力旳比较.
电场强度E
电场力F
• 反应电场中各点旳力 旳性质旳物理量，定 义式：E＝
• 电场对放入其中旳电 荷旳作用力旳计算式： F＝qE
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• E旳大小由电场本身决 • F旳大小由放在电场中
定，与电荷q无关；在 某点旳点电荷q和该点
电场中不同旳点，E旳 旳场强共同决定，F与
大小一般是不同旳.
q成正比．
• 对于拟定旳电场，其 中各点旳场强都有拟 定旳方向
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解析：电场是客观存在的一种特殊物质，A 错、C 对；电场的基 本性质是对放入其中的电荷产生力的作用，正是这一性质使电场成为 传递电场力的媒介，B 错、D 对．
题型一 对电场强度旳了解
1．试探电荷与场源电荷． (1)试探电荷：如下图所示，带电小球是用来检验电场是否存在 及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷．
解析：小球在三个共点力的作用下处于平衡状态，受力分析如 下图所示．
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小球在重力mg、电场力F及绳的拉力T作用下处于平衡状态，
则有F＝mgtan 30°，而F＝qE，
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所以，电场强度
E＝mgtanq 30°＝1.0×120×－21×0－180×
3 3
N/C＝2.89×106 N/C.
答案：2.89×106 N/C
N＝1.0×10－8
N．因为Q为正电，
学年高中物理第3章第4节通电导线在磁场中受到的力选修PPT课件
片不张开．这说明，金属网罩能把外电场挡住，使罩内不受外电场
的影响．
8
(2)静电屏蔽的另一种情况：接地的封闭的导体壳内部电场对壳
外空间没有影响．如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷＋q，
由于静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷，其电场线如
图甲所示．
当把球壳接地后，壳外表面感应的正电荷在静电力作用下流入大 栏
内也无影响．
12
题型一 静电平衡状态导体的场强问题
(多选)如图所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球 P缓慢地靠近(不接触，且未发生放电现象)时，下列说法中正确的是 ()
A．B端的感应电荷越来越多 B．导体内部场强越来越大 C．导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强 D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等
链 接
导体是一个等势体；故 ABD 错误，C 正确；
7
知识点二 静电屏蔽
1．静电屏蔽的两种情况．
(1)如图甲所示，使带电的金属球靠近验电器，观察验电器的情
况；然后，如图乙所示，事先用金属网罩把验电器罩住，再把带电
金属球靠近验电器，或者直接把验电器和金属网罩用导线连接起来，
栏 目
链
观察实验现象．
接
可以发现：图甲中，验电器的箔片张开；图乙中，验电器的箔
果均会使导体内部各处的合场强总等于零，故选
项B错误．
14
M点距小球P的距离比N点要近，由E＝k可知，带负
电小球P在M点产生的场强大于在N点产生的场
强．而导体内部的合场强处处为零，那么导体上的感
应电荷在M点产生的附加电场的场强就大于在N点产 栏
目
生的附加电场的场强，故选项C正确，D错误．
Hale Waihona Puke 链 接答案：AC内带电体对网罩外部电场的影响．
的影响．
8
(2)静电屏蔽的另一种情况：接地的封闭的导体壳内部电场对壳
外空间没有影响．如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷＋q，
由于静电感应，导体壳内外表面感应出等量的异种电荷，其电场线如
图甲所示．
当把球壳接地后，壳外表面感应的正电荷在静电力作用下流入大 栏
内也无影响．
12
题型一 静电平衡状态导体的场强问题
(多选)如图所示，在真空中把一绝缘导体AB向带负电的小球 P缓慢地靠近(不接触，且未发生放电现象)时，下列说法中正确的是 ()
A．B端的感应电荷越来越多 B．导体内部场强越来越大 C．导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生的场强 D．导体的感应电荷在M、N两点产生的场强相等
链 接
导体是一个等势体；故 ABD 错误，C 正确；
7
知识点二 静电屏蔽
1．静电屏蔽的两种情况．
(1)如图甲所示，使带电的金属球靠近验电器，观察验电器的情
况；然后，如图乙所示，事先用金属网罩把验电器罩住，再把带电
金属球靠近验电器，或者直接把验电器和金属网罩用导线连接起来，
栏 目
链
观察实验现象．
接
可以发现：图甲中，验电器的箔片张开；图乙中，验电器的箔
果均会使导体内部各处的合场强总等于零，故选
项B错误．
14
M点距小球P的距离比N点要近，由E＝k可知，带负
电小球P在M点产生的场强大于在N点产生的场
强．而导体内部的合场强处处为零，那么导体上的感
应电荷在M点产生的附加电场的场强就大于在N点产 栏
目
生的附加电场的场强，故选项C正确，D错误．
Hale Waihona Puke 链 接答案：AC内带电体对网罩外部电场的影响．
高中物理选修3-1精品课件 3.4 通电导线在磁场中受到的力
第三章 磁场 4 通电导线在磁场中受到的力
一、安培力的方向
按照图示进行实验。 改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。
I
F
B
I F
B
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.
θ
问题:若既不平行也不垂直呢？ I
B 公式： F=ILBsinθ
θ
I
表示磁场方向与电流方向间的夹角，
此公式仅适用于匀强磁场.
思考感悟 通电导体如果是弯曲的，如何确定它的L呢？
提示：导体两端的连线即为L，称为有效长度．
二、对安培力大小计算公式的深刻理解 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. 2．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接的长度 (如图所示)；相应的电流沿L由始端向末端．
最基本的是磁铁和线圈。
铁芯、线圈和指针是 一个整体可以转动。
问题：电流表中磁场分布有何特点呢？ 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.
所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通 过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁 感线之间的夹角都是零度.
该磁场并非匀强磁场， 但在以铁芯为中心的 圆圈上，各点的磁感 应强度B的大小是相 等的.
例：如图所示直角三角形abc组成的导线框内通有电流I
＝1A，处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中, ac=40cm，
求三角形框架各边所受的安培力。
a 30o
Fbc = 0 N
c
Fab = Fac = 0.69 N
一、安培力的方向
按照图示进行实验。 改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。
I
F
B
I F
B
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.
θ
问题:若既不平行也不垂直呢？ I
B 公式： F=ILBsinθ
θ
I
表示磁场方向与电流方向间的夹角，
此公式仅适用于匀强磁场.
思考感悟 通电导体如果是弯曲的，如何确定它的L呢？
提示：导体两端的连线即为L，称为有效长度．
二、对安培力大小计算公式的深刻理解 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. 2．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接的长度 (如图所示)；相应的电流沿L由始端向末端．
最基本的是磁铁和线圈。
铁芯、线圈和指针是 一个整体可以转动。
问题：电流表中磁场分布有何特点呢？ 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的.
所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通 过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁 感线之间的夹角都是零度.
该磁场并非匀强磁场， 但在以铁芯为中心的 圆圈上，各点的磁感 应强度B的大小是相 等的.
例：如图所示直角三角形abc组成的导线框内通有电流I
＝1A，处在方向竖直向下的匀强磁场B＝2T中, ac=40cm，
求三角形框架各边所受的安培力。
a 30o
Fbc = 0 N
c
Fab = Fac = 0.69 N
人教版高中物理选修3-1 第三章第4节通电导线在磁场中受到的力(共25张PPT+素材)
实Байду номын сангаас3
记录3
电流的方向：垂直于纸面向里
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安培力的方向与哪些因素有关？
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实验4
记录4
电流的方向：垂直于纸面向外
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演示1：磁场方向：向下
结
电流方向：向外
受力方向：向右
果
演示2：磁场方向：向下
分
电流方向：向内 受力方向：向左
析
演示3：磁场方向：向上
电流方向：向内
受力方向：向右
演示4：磁场方向：向上 电流方向：向外 受力方向：向左
记录3
电流的方向：垂直于纸面向里
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安培力的方向与哪些因素有关？
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实验4
记录4
电流的方向：垂直于纸面向外
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演示1：磁场方向：向下
结
电流方向：向外
受力方向：向右
果
演示2：磁场方向：向下
分
电流方向：向内 受力方向：向左
析
演示3：磁场方向：向上
电流方向：向内
受力方向：向右
演示4：磁场方向：向上 电流方向：向外 受力方向：向左