通电导体在磁场中受到的力
通电导体在磁场中受到力的作用
通电导体在磁场中受到力的作用通电导体在磁场中受到力的现象是电磁学中一个重要的概念。
当一个导体通过电流并处于磁场中时，导体内部的自由电子会受到作用力，使导体发生位移或旋转。
这种现象可以通过洛伦兹力的描述来解释。
洛伦兹力洛伦兹力是描述电荷在电场和磁场中受到的力的定律。
当一个导体中通有电流时，在磁场中会产生感应力，导致导体内部的电子受到力的作用。
根据洛伦兹力的定律，一个电荷在磁场中受到的力等于电荷本身的电量、其瞬时速度与磁场的叉乘。
在导体内部，自由电子受到磁场作用力的影响，导致导体内部产生力的分布。
这种受力作用导致导体发生微小的变形和移动，进而产生磁矩。
因此，导体在磁场中的受力作用不仅仅是在导体表面上发生，而是在导体内部同样存在。
导体所受力的方向根据洛伦兹力的定律，通电导体在磁场中受到的力的方向可以由右手定则来判断。
右手定则规定，当右手握住导线，让大拇指指向电流流动的方向，四指指向磁场的方向，那么手掌所指的方向即为受力的方向。
根据右手定则，当导体通过电流并置于磁场中时，导体受到的力的方向与电流方向、磁场方向之间的关系是可以被确定的。
这种现象表明通电导体并置于磁场中一定会受到力的作用，从而产生相应的电磁效应。
应用通电导体在磁场中受到力的作用是基础于电磁学理论的重要现象。
这种现象不仅可以用来理解导体在电磁场中的行为，还可以应用于磁力传感器、运动控制系统等领域。
通过控制通电导体在磁场中受到力的作用，可以实现多种实用的电磁效应。
总而言之，通电导体在磁场中受到力的作用是电磁物理学中的重要现象，它揭示了导体内部电子受磁场力的机制，并为电磁理论的应用提供了重要参考。
了解这一现象有助于我们深入理解导体在电磁作用下的运动规律，从而推动电磁学和相关技术的发展。
结论通电导体在磁场中受到力的作用是一个关键的现象，它提供了重要的电磁理论基础。
通过洛伦兹力的描述和右手定则的应用，我们可以准确地描述导体在磁场中受力的方向和性质。
这种现象对于电磁学理论的理解和应用具有重要的意义，为电磁技术的发展提供了重要支持。
通电导体在磁场中的受力
A．ab 向外，cd向里转动且向 M靠拢 B．ab 向里，cd向外转动且远离 M
C．ad 向外，bc向里转动且向 M靠拢 D．ad 向里，bc向外转动且远离 M
3 、如图所示，在倾角为 30o的斜面上，放置两条宽 L＝
0.5m 的光滑平行导轨，将电源、滑动变阻器用导线连接
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
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
F
×
θ
mg
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 0.1 kg，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
4、通电导线在磁场 中受到的力
——安培力
磁场对通电导线(或电流)的作用力称为安培力 一、安培力的方向 猜测:哪些因素会影响导线受
力的方向
电流的方向和磁场的方向
1、改变导线中电流的方向，观察受力 方向是否改变。
2、上下交互磁场的位置以改变磁场的方向， 观察受力方向是否变化
一.安培力的方向
安培力的方向
结论一：两电流平行时，同向电流之间相互吸引， 反向电流相互排向相 同的趋势。
练习1、两条直导线相互垂直，如图所示，但相隔一个小距 离，其中一条AB是固定的，另一条CD能自由转动，当直流
电流按图示方向通入两条导线时，CD导线将……（ A ）
A、顺时针方向转动，同时靠近导线AB B
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：
通电导体在磁场中受力的原理
通电导体在磁场中受力的原理磁力是一种由磁源产生的现象，也称为磁场，在磁场中，电流运行的线路产生磁场，而通电导体则会受到这种磁场的影响，通过受到磁场施加的力发生运动。
因此，通电导体在磁场中受力的原理，即为电流在磁场中所产生的磁力效应。
磁学研究表明，当电流穿过磁场时，会受到磁场的影响而产生力。
这种力就是电磁力，也称为磁力，它是一种由电流的有序移动所产生的现象。
其特征是一种磁场，由电流线环绕而成，这种按磁环排列的磁力可以产生感应电动势和磁通力。
其中，感应电动势的影响范围宽广，而磁通力，则只作用于距磁源比较近的通电导体线路上。
由于磁力和电力之间有着密切的关系，所以每当通过磁场中的电流线时，就会产生相应的磁力，而这种磁力正是使通电导体在磁场中受力的本源。
可以这样来理解，如果把通电导体放入磁场中，就会受到磁力的作用，从而产生感应电动势，使得通电导体在磁场中受力。
磁力是由电流运行而产生的，当通电导体移动到磁场中时，它会受到磁力影响，从而产生相应的力，使得通电导体在磁场中产生运动。
这种运动可以分为静态运动和动态运动两种类型。
磁场中静态运动是指在磁场中，通电导体受到磁力影响而发生偏转，但其本身不进行运动的情况，即受到磁力施加的力发生一种偏位，但导体的位置对其磁场的值没有改变的状态。
而动态运动则是指在磁场中，通电导体被磁力影响致使发生运动的情况，即被磁力施加的力发生一种实质性的偏移，使通电导体的位置发生变化，以及对磁场的值也发生变化的状态。
此外，通电导体在磁场中受力还受磁场强度的影响。
在磁场强度越大的地方，对通电导体受力的影响也就越大，反之，磁场强度越小，对通电导体影响越小。
综上所述，由于电流穿过磁场时，会受到磁场的影响，而形成磁力，通电导体在磁场中受力的原理，即为由磁力施加的力使通电导体引起静态和动态运动，还受到磁场强度的影响。
这就是通电导体在磁场中受力的原理。
通电导线在磁场中受到的力 课件
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 要用并联一个小电阻来分流的方法扩大其量程。
6. 线圈处的磁场
极靴和缠绕线圈的圆形铁芯都是用软铁做成的，它们在蹄形 磁铁的磁场中被磁化，就会形成均匀辐射状的磁场，如图所示。 当线圈绕 O 点沿虚线转动时，垂直于纸面的两个边所在处的磁 感应强度 B 大小相等，但这种辐射状的磁场并不是匀强磁场， 因为各处的方向并不相同。
想一想 当通电导线与磁感线不垂直时，可用左手定则判 断安培力的方向吗？
提示：可以。当导线和磁感线不垂直时，把导线所在处的磁 感应强度 B 分解为平行导线的分量 B∥和垂直导线的分量 B⊥，让 B⊥垂直穿入手心，即可利用左手定则判断出安培力的方向。
二、安培力的大小 几种情况下安培力的大小．
三、磁电式电流表 1. 构造 磁铁、 线圈、螺圈偏转的角度越大，被测电流就 越大 。 (2)根据 线圈偏转 的方向，可以知道被测电流的方向。
解法三：直线电流元法。 把线圈 L1 沿转动轴分成上下两部分，每一部分又可以看成 无数直线电流元，电流元处在 L2 产生的磁场中，据安培定则可 知各电流元所在处磁场方向向上，据左手定则可得，上部电流元 所受安培力均指向纸外，下部电流元所受安培力均指向纸里，因 此从左向右看线圈 L1 顺时针转动。故正确答案为 B。
(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利用通电导体所在位置的磁场特 殊点的方向。
例 2 一个可以自由运动的线圈 L1 和一个固定的线圈 L2 互 相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通以如图所 示的电流时，从左向右看，则线圈 L1 将( )
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
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。
4、通电导线在磁场中的受力(1)(广)
两种特殊情况：
①当θ＝00时，即B∥I，导线与磁场平行，F＝0
②当θ＝900时，即B⊥I，导线与磁场垂直，F＝BIL
课堂练习：
1、将长度为20cm、通有0.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流
与磁场的方向如图所示，已知磁感应强度为1T。试求出下列各图中导
线所受安培力的大小和方向
F
磁场方向
竖直向上
磁场方向与水平面
成夹角α斜向上
α
x
b
α
y
a
B
a
B
B
F
α
F
α
F
α
x
F
y
B
B
α
同向电流相互吸引
问题：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
F
F
a
b
b的磁场对a的作用
a
b
a的磁场对b的作用
异向电流相互排斥
结论: 同向电流相互吸引。
反向电流相互排斥。
请使用刚学过的知识
解释本实验结果。
则往什么方向转？
逆时针旋转
思考
安培定则和左手定则中都有“磁场”，这两个磁场有
何分别？
安培定则中的“磁场”是电流产生的，其与电流
密不可分，是同时存在、同时消失的；
左手定则中的“磁场”是外加的磁场，该磁场不因
试探电流的消失而消失。
安培定则和左手定则的比较
应用
具体
情况
条件
内容
结果
安培定则（右手螺旋定则）
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＝BIL（导线所受的安培力最大）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
例3.将长度为20cm、通有0.1A电流
的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁
场的方向如图所示，已知磁感应强度为
1T。试求出下列各图中导线所受安培力
的大小和F
FI
30°
B
0.02N
0
0.02N
垂直导线斜
水平向右
向左上方
例4.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, ɑ=300
电流 元法
把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断 每段电流元所受安培力的方向，然后判断整段导 线所受安培力的方向，从而确定导线运动方向
等效 环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效 法 成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立
特殊位 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然
置法 后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向
ac=40cm，（1）求三角形框架各边所受的安培力。（2） 求三角形框架所受的安培力
Fbc = 0N Fab=Fac
=BILSin600
=0.69N
c
b Ia
B
巩固练习
1、如图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场 中，其中通电导线不受安培力的是（ C ）
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，
A 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
3.通电直导线附近有一个小的通电闭合
B I F
F = ILB (B⊥L)
2.当电流与磁场方向夹θ角时:
B1
B2
F = ILBsinθ
B
F
B⊥
B
B∥
I
(θ为B与L的夹角) 当B与I垂直时，F最大，F＝ILB；当B与I平行时，F＝0.
3．公式F＝ILB中L指的是“有效长度”． 4．弯曲导线的有效长度L，等于连接两端点直接 的长度；相应的电流沿L由始端向末端．
第三章 第四节
通电导线在磁场中受到的力
通电导线在磁场中受到的力称为安培力
一.安培力的方向
左手定则：伸开左手，使拇指 与四指在同一平面内并跟四指 垂直，让磁感线穿入手心， 四指指向电流方向，这时拇指 所指的就是通电导体所受安培 力的方向。
二、安培力方向的判断
B
F=0
I
F
B
I
B
F I
B I
F=0
课堂练习
矩形线圈abcd，直导线AB和线框在同
一平面内放置，若电流I2沿顺时针方向， 则小线框的运动情况是 （ ） C
A．向右运动
B．静止不动
a
d
C．向左运动
D．发生转动，
同时向远离直
导线方向运动
b
c
安培力作用下导体运动方向的判断
如果通电导体放置在非匀强磁场中，则不能够运用F＝BIL 进行定量的计算，但可用F＝BIL和左手定则进行定性的讨 论，常用的方法有以下几种：
特别提醒：(1)导体处于非匀强磁场中时，通常用电流元法 判断其受力情况．
(2)判断条形磁铁(或小磁针)与环形电流间的相互作用时，通 常选择等效法．
例．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 通有如图3－4－14所示的电流时(同时通电)，从
左向右看，线圈将( C )．
答案 0.14 A≤I≤0.46 A
三. 磁电式电表
极靴
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3－4－14
例4 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，如图所示．现调节滑动变阻 器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范 围为多少？
【例1】画出图中第三者的方向。
F
×F
F
F
注:安培力的方向既与导线垂直,又与磁感应强度垂直。 即总垂直于磁场方向与电流方向所决定的平面
【例2】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。
F F
平面图－－侧视图b a
平行电流间的相互作用
同向电流相互吸引。 反向电流相互排斥。
二.安培力的大小
1.当电流与磁场方向垂直时:
两平行直线电流在相互作用过程中，无转动趋势，
结论法
同向电流互相吸引，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